生物質的優缺點精選(九篇)
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第1篇：生物質的優缺點范文
【關鍵詞】化工廢水；處理技術；發展
化工業的迅速發展是推動經濟發展的重點之一，它為其他行業的發展打下基礎，是判斷國家經濟發展狀況的指標。我國工業場所數量越來越多，然而在化工業的生產過程中會伴隨著大量廢水的排放，廢水中常含著許多具有毒性的污染物質，若是缺乏處理或是處理不當就排放到環境中，對環境中的各類生物的生長會產生不良影響，危害到接觸污染物的人類的健康甚至是生命。因此，要根據不同化工產業排放的不同廢水污染物的特點，合理應用各類化工廢水處理技術，將化工廢水中的具有毒性的難以自然降解的物質進行處理，減少因化工廢水排放造成的污染，避免產生社會危害。因此，人們都致力于開發出新的化工廢水處理技術，處理效果好、成本低的化工廢水處理技術的研究越來越多。
1. 現有常用化工廢水處理技術
我國化工廢水中，常常含有大量的有毒物質，不同的化工產業廢水中的有毒物質不同，且一種廢水中所含有毒物質有時不只一種，大多都是多環芳烴、有機物質、重金屬化合物等不能自然降解的物質；廢水中鹽分含量一般大于1%，能抑制水中生物對有機物質的降解；廢水排放的量及廢水中有毒物質的量經常變化。為了將這些有毒物質除去，在廢水處理中常常使用以下幾種處理技術：
1.1物理法
濾過法、沉淀法、氣浮法和吸附法等是常用的物理處理方法，主要是通過物理手段實現固液分離，從而去除廢水中的顆粒性物質，操作比較簡單，但是這種方法對于廢水中的溶解性污染物無法清除，因此多用于預處理以及深處理當中。
1.2化學法
化學氧化法、混凝沉淀法、微電解技術等是常用的化學處理方法，是通過各類化學反應，達到清除廢水中的各類雜質、解除或減小廢水毒性的目的。化學氧化法是利用氧化反應，如利用氧化劑對廢水中的污染物質進行氧化，使廢水中的污染物質變成較易于降解的物質，解除或者減小污染物的毒性，這種方式適用于污染物為還原性強的廢水的處理。氧化劑的氧化性強弱對廢水處理的效果影響比較大，常用的較好的氧化劑有臭氧和氯氣，處理廢水污染物的能力較強，但是成本花費高。混凝沉淀法是利用化學投放具有凝聚作用的化學物質，對廢水中的細小顆粒及膠體沉淀去除，同時對廢水的顏色、微生物和較大分子有機物進行清除，然而這種方式對廢水的pH值、溫度、水量等要求較高，多用于預處理和深處理。微電解技術是利用原電池原理，對廢水中的污染物質進行電化學作用，使污染物性質發生改變。電解過程中，同時會產生具有消毒作用的?OH和活性率，可進一步清除廢水中的細菌。微電解技術多用于生物難降解的廢水，而且利用了工業生產中的固體廢棄物，實現了廢物利用，但是微電解技術的研究還稍顯不足，還只能對特殊類別的工業廢水進行處理，還沒形成一套完整的技術和理論。
1.3生物法
常用生物法有投放優勢菌法、共代謝法、活性污泥法和生物膜法，是通過微生物的新陳代謝作用，對廢水中的有機物進行生物轉化，使有機物變性、失去毒性，從而達到去除污染物的目的。投放優勢菌法是選用降解能力較高的菌株，將其投放到廢水處理系統中，讓其對廢水中的污染物進行降解。共代謝法是利用微生物的協同代謝，使不能直接被微生物降解的污染物與微生物降解產物形成共基質條件，將不能直接被降解的物質降解，促進廢水的處理效率。活性污泥法是利用微生物絮體形成的活性污泥，將廢水中的污染物進行吸附和降解。生物膜法是利用生物膜，將廢水中的污染物進行吸附和氧化，從而將廢水進行處理。生物法的成本比較低，操作也比較簡單。但是歲廢水的pH值、溫度、水量的要求較高，且單獨使用生物法的技術處理難度較大，一般會將其與物理化學方法結合使用。
1.4綜合技術
綜合技術是多種技術的結合使用。生物法常常需要與其他方法結合使用，以提高化工廢水處理的效果，這里主要探討物理法和化學法的綜合使用。萃取法、離子交換法和膜分離法等是常用的綜合技術。萃取法是利用污染物在水中和萃取劑中的溶解度不同，使其從廢水中分離，從而從廢水中去除污染物。離子交換法利用水中的離子和離子交換劑相互反應，使有害離子物質從水中去除。膜分離法是利用半透膜，對廢水中的分子進行過濾，進行反滲透，去除水中的固體物質和膠狀物質，這種方法簡單方便，但是選擇性較強，花費較多，易于發生再次污染。
2.化工廢水處理技術的進展
2.1物理法的進展
目前，人們研究用磁種的剩磁，將其與混凝劑一起使用，增強混凝劑吸附作用，提高顆粒性物質的去除效率，接著用磁分離器使污染物中的有機物分解，這種方法在國外已經開始運用。人們還研究利用聲波技術，通過控制聲波的頻率而對有機物實現分離。非平衡等離子體技術是利用等離子體對有機物進行分解，等離子體可通過高壓脈沖放電或者輝光放電產生。
2.2化學法進展
在化學氧化法方面，對光化學氧化、電化學氧化、聲化學氧化進行研究，在光化學氧化方面進展較大。紫外光催化法是一種光化學氧化法，利用紫外光將廢水中的有機物質進行氧化，已有成功運用的實例。濕化氧化是利用高溫高壓，將廢水中有機物進行氧化，可以用于處理高濃度的難降解廢水，在國外已有應用。超臨界水氧化法是利用水的臨界點，將有機物分解為水和二氧化碳，處理能力強大，被視為最值得研究的化工廢水處理技術。
2.3生物法的進展
自然界的微生物對廢水中的污染物降解能力比較差，利用高效優勢菌菌株選育對細菌進行篩選，選出高效優勢菌，可以提高細菌的降解效率。而為了提高高效菌的濃度，利用固定化生物技術，將篩選出的高效菌中的降解活性物質進行固定化，保持菌株的高效降解能力。
3.總結
化工廢水處理技術近年來得到了更多的運用，也得到了更多的發展。目前國內主要使用物理、化學和生物的方法對化工廢水進行處理，但是單一的方法難以實現廢水處理目的，常常需要多種技術結合。在今后的研究中，要更加科學地結合各類技術，發展新的技術，提高廢水處理效果、減少除了成本，解決難降解物質的處理問題。■
參考文獻
[1] 郭鑫.化工廢水處理技術與發展研究[J].中國石油和化工標準與質量，2013，（9）：87.
第2篇：生物質的優缺點范文
【關鍵詞】生物制藥廢水 生物安全性 檢測方法 深度處理
1 概述
在制藥過程中，主要的污染物都在生產過程產生的廢水中，其中包括洗滌廢水、冷卻廢水、廢母液等。生物制藥行業的廢水含有大量具有生物毒性的有機污染物，并且較難降解。其中殘留發酵基質、萃取廢液、蒸餾殘存廢液、染菌倒罐廢液中含有高濃度的COD、硫酸鹽和懸浮物，另外廢水中還會有抗生素、反應中間體等具有生物毒性的物質殘留，并且菌株發酵時會產生一些具有生物毒性的發酵衍生產物，都會對環境造成巨大危害。
本文從制藥行業現狀出發，對現今較為普遍的廢液處理方法以及生物安全性的監測方法進行了詳細的評述和分析，通過對比各種處理方法的優缺點，提出了現存問題的解決方法，并對未來的發展方向做了展望。
2 廢物處理現狀
追溯至上世紀70年代，我國制藥行業對廢水的處理方法主要有活性污泥法和厭氧法，經過將近十年發展，廢水處理技術突飛猛進，處理方法也層出不窮，到上世紀80年代已有SBR法、生物流化床法、生物接觸氧化法和UASB法等方法。這幾種方法各有各的優勢，可針對不同的廢水情況有針對性地選用，其中SBR法COD去除率高，生物流化床法運行穩定、效果明顯，生物接觸氧化法COD和氨氮的去除率皆較高，UASB法效果穩定，副產物具有一定的經濟效益。總體來說，目前生物制藥廢水處理難度依然較大，處理后的廢水依然存在著一定的生物安全隱患，所以在生物制藥過程中需要建立生物安全性分析的工藝環節，進而針對分析數據和結果，采用合適的處理方法和工藝，對廢水進行有效的深度處理。
3 生物安全性檢測方法
3.1生物毒性檢測
生物毒性是指生物在某種物質的影響下發生生物體生理活動不良改變，主要包括急性毒性、慢性毒性和可遺傳性毒性。其中急性毒性是指廢水中有機污染物對生物機體在短時間內產生不良影響，對環境污染防治具有更為直接的指導意義，應用較為普遍。在急性毒性檢測中，通常選用魚類、浮游生物和微生物作為測試樣本生物，通過采集和分析污染物對測試樣本生物產生損害的數據，進一步評定污染物的生物毒性。雖然以魚類和浮游生物為測試樣本生物，對制藥工業廢水的生物毒性檢測靈敏度和準確度高，但其工作量大，測試周期長。以微生物作為測試樣本生物，具有高自動化、誤差小、檢測速度快等優點，目前應用最為廣泛。
3.2抗生素殘留檢測
微生物的基因會由于抗生素的存在而改變，隨食物鏈傳遞，人類生命健康也會受其危害，所以對抗生素殘留進行檢測是十分必要的，目前采用的方法主要有微生物法、酶聯免疫法、液相色譜-紫外熒光法和液相色譜-質譜聯用法。其中，微生物法和酶聯免疫法具有較高的檢出限，應用不太廣泛。起初，液相色譜-紫外熒光法和液相色譜-質譜聯用法的檢測步驟繁瑣、重復性差、檢測限低，所以應用受限。近年來，這兩種方法的由于其靈敏度高，具有良好的特異性，并且與萃取技術組成串聯工藝使得檢出限變低，從而在食物和飲用水的抗生素殘留檢測中應用較多，但是受檢測條件限制較大，一般在不同色譜柱和不同萃取技術下的檢測效果皆不相同。
4 深度處理技術
在處理生物制藥廢水的過程中，常規工藝難以徹底除去其中具有生物毒性的污染物，所以需要研發深度處理技術，以去除廢水中的生物安全危害因素，目前的深度處理技術主要包括物化法、氧化法和組合法。
4.1物化法
物化法是指物理法和化學法相結合的方法，其中以混凝沉淀法、吸附法和透析法為主。
混凝沉淀法是在廢水中加入混凝劑，懸浮物和膠體凝聚，通過吸附其他的污染物進一步形成更大的沉淀，從而將污染物從廢水中出去。常見的沉淀劑有三氯化鐵、聚丙烯酰胺、硫酸鋁、水合氯化鋁等。
吸附法是采用具有吸附作用的吸附材料來吸附廢水中的有害物質，從而達到凈化目的的一種方法。使用吸附法之前通常先利用常規方法對廢水進行處理，這是因為吸附材料在高污染物濃度的廢水中容易達到吸附容量飽和，并且吸附材料再生復雜、損耗巨大。最為常見的吸附材料為活性炭。
透析法一般是利用具有選擇透過性的透析膜來處理廢水，從而將有害物質從廢水中隔離出去。這種方法的深度處理效果顯著，但是需要選用合適的透析膜材料，并且成本相對較高。透析法還可以實現廢水中抗生素的回收，具有一定的經濟效益。隨著科技發展，透析膜成本降低后，該方法將會成為一種具有發展前景的方法。
4.2氧化法
氧化法處理廢水的原理是利用自由基的氧化性將廢水中的還原性物質氧化，生成二氧化碳和水，對具有生物毒性的物質進行破壞，從而達到凈化廢水、消除廢水對環境和人類生命健康造成危害的目的。按照產生自由基的方法和原理的不同，通常包括光催化氧化法、電化學氧化法和化學氧化法。
4.3組合法
對于某些高濃度污染物含量的廢水，單獨使用一種處理方式已經不能滿足國家規范標準的要求，采用多種處理方法的組合工藝可以在很大程度上提高污染物的處理效果，提高制藥廢水排放的生物安全性。一般的組合工藝都采用預處理技術，對高污染物含量的廢水進行預處理，除去大部分污染物，然后再利用深度處理技術，對難以去除的部分物質進行深度處理。
5 結語
本文簡單介紹了現今生物制藥行業的廢液處理現狀，并從生物毒性檢測和抗生素殘留檢測兩方面評析了生物安全性檢測方法。另外本文也從物化法、氧化法和組合法三個方面介紹了目前較為常用的廢水深度處理技術，通過比較和分析，組合法是未來廢水處理發展的方向。
參考文獻：
[1]殷智.抗生素廢水處理工藝中生物安全隱患[大連交通大學工學碩士論文].大連：大連交通大學，2007.
第3篇：生物質的優缺點范文
【摘要】綜述了丹參有效成分的各種提取分離技術，其中包括超臨界流體萃取技術、微波輔助萃取法、加壓液體萃取法、高速逆流色譜法和真空液相層析法等，并分別對其優缺點進行分析，為丹參藥理學活性物質基礎的研究提供參考。
【關鍵詞】丹參 提取 分離 技術
丹參為唇形科植物丹參Salvia miltiorrhiza Bge.的干燥根及根莖，始載于《神農本草經》，被列為上品，歷代本草均有收載。其味苦、性微寒，歸心、肝二經。具祛瘀止痛、活血通經、清心除煩之功效，是一種臨床應用廣泛的中藥。 隨著人類疾病譜的變化，丹參作為能夠預防和治療人類面臨的幾大危險疾病的植物藥之一，它的應用將會更加廣泛。
1、丹參有效成分的提取分離
丹參有效成分包括脂溶性成分和水溶性成分，因此提取分離工藝分為脂溶性成分二萜醌類的提取分離和水溶性成分酚酸類的提取分離。近年來，對于丹參有效成分提取分離方面的研究較多，主要涉及到：總有效成分的提取分離、二萜醌類的提取分離和酚酸類的提取分離。筆者分析了各種提取分離法的優缺點，為丹參有效成分的提取分離及丹參藥理學活性物質基礎的研究提供參考。
1.1總有效成分的提取分離丹參的有效成分復雜，總有效成分的提取率較低。主要的提取方法有醇提法、超聲法、CO2超臨界萃取法(SFE)。梯度滲漉法具有濃度梯度大，浸出效果好，溶劑用量少，適合于有效成分含量低的中藥材提取等優點。 這是由于傳統方法多數都有加熱過程或產熱過程，而超臨界萃取法受熱小，并且同時具有液體溶劑的溶解能力和氣體的傳遞特性，萃取后溶質和溶劑易于分離等優點，特別適合于熱敏性、易氧化物質的分離或提純。而丹參酮ⅡA對光不穩定，丹酚酸B受熱易分解，這就是傳統提取方法的提取率較超臨界萃取法提取率低的原因。
1.2二萜醌類成分的提取分離二萜醌類，又稱丹參酮，主要包括丹參酮ⅡA、異丹參酮、隱丹參酮和二氫丹參酮等。丹參酮在臨床上的應用較早，對其提取分離的研究也較為深入。其提取方法主要有醇提法，超聲提取法，CO2超臨界流體萃取法，微波輔助萃取法(MAE)，加壓液體萃取法(PLE);分離的方法有高速逆流色譜法(HSCCC)，柱層析和真空液相層析法(VLC)。
趙小亮等歸納了丹參有效成分丹參酮的各種傳統提取方法，比較了傳統提取方法與CO2超臨界流體萃取法(SFE)各自的優缺點，得出SFE法提取率較高，可用于丹參酮的提取。MAE法是利用微波能所產生的破壁效應，使植物細胞內的活性成分較完全的釋放出來，然后利用固相萃取法，也稱液―固萃取法，將保留在吸附劑上的樣品根據選擇性吸附與選擇性洗脫的過程差異，先用適當溶劑系統洗去雜質，然后再在一定條件下選用不同極性的溶劑，將目標成分洗脫下來，達到分離凈化和富集的目的。 為下一步的含量測定奠定了實驗基礎。
高速逆流色譜法(HSCCC)利用兩相溶劑體系在高速旋轉的螺旋管內建立起一種特殊的單向性流體動力學平衡，是一種連續高效的液―液分配色譜分離技術，它的突出優點是適用范圍廣、操作靈活、高效、快速、制備量大、費用低等。Tian等利用多維逆流色譜法的高分離效率，對丹參中4種丹參酮(丹參酮IIA、丹參酮I、隱丹參酮、二氫丹參酮I)進行了分離，每種成分的純度都超過95%。
王慶偉等根據柱層析和真空液相層析法(VLC)從丹參中分離丹參酮，得到了丹參脂溶性主要有效成分丹參酮I、丹參酮ⅡA及隱丹參酮。VLC法是國外有機化學實驗室較為流行的一種分離方法，其原理相當于薄層層析的多次展開，但該方法與薄層層析法相比具有操作簡便、分離速度快、化合物純度高、節約試劑和處理量較大等優點，值得推廣使用。
在4種丹參酮中，以丹參酮IIA臨床應用較多，因此，對其提取分離的研究也頗多。除了上述研究丹參酮的方法外，亞臨界水提取法被用來提取丹參中的丹參酮IIA。亞臨界水提取法利用升高溫度和壓力，水的極性(介電常數)降低(ε
1.3酚酸類成分的提取分離由于水溶性成分在水中有較大的溶解度，因此，對于丹參水溶性成分的提取主要以水提取為主，最近，有關微波應用于丹參水溶性有效成分的提取也有報道。主要的分離方法有大孔樹脂吸附法，HSCCC法。
在丹參水溶性成分中，研究丹酚酸B的報道較多。倪力軍等開發丹參中提取高純度丹酚酸B的新工藝，采用水提―殼聚糖絮凝―過濾―濃縮―醇沉―萃取工藝，本工藝便于工業化實施。孫金蘭等系統綜述了丹參中丹酚酸B的提取、純化方法，并對超臨界流體萃取、超聲提取法與傳統提取技術進行比較和論述，結果是超臨界法萃取法的提取成分最多，其萃取效率也高于回流提取法和超聲提取法的萃取效率。
劉敏彥等采用高效液相色譜法比較了煎煮、超聲、索氏提取3種不同提取方法中丹酚酸B、丹參素、原兒茶醛的含量，結果超聲提取丹酚酸B含量最高,索氏提取丹參素、原兒茶醛含量最高。
關丹等在研究水提法提取丹參中水溶性成分的基礎上，進行了生物酶法提取丹參水溶性成分的研究。生物酶法是選用適當的酶，通過反應較溫和地將植物組織分解，加速有效成分的釋放，并可將雜質如蛋白質、果膠、淀粉等分解，再選用合適的提取劑提取。結果表明生物酶法對丹參素的提取率比水提法提取率有極大提高。
由于HSCCC法具有簡便、快速等優點，故應用HSCCC法分離丹參中丹酚酸B的報道較多， 陳月娥等應用高速逆流色譜分離丹酚酸B，可以從1g丹參粗提物中分離得到了35 mg丹酚酸B。Wang等用pH區帶逆流色譜，可以得到94.1%的丹酚酸B。Li等用HSCCC法從粗提取液中分離得到98%的丹酚酸B，使純度大大提高。
2、結語
第4篇：生物質的優缺點范文
[關鍵詞]活性污泥法 模型 ASM
[中圖分類號] V211.78 [文獻碼] B [文章編號] 1000-405X（2014）-1-153-1
活性污泥法是廢水生物處理中應用最廣泛的方法之一。起初對于活性污泥過程的設計和運行管理主要依靠經驗數據，自20世紀50年代后期，Eckenfelder等人基于反應器理論和生物化學理論提出活性污泥法靜態模型以來，動態模型研究不斷發展，已成為國際廢水生物處理領域的研究熱點。但我國在該領域的研究尚處于起步階段，與國際先進水平還存在很大差距。
1微生物模型
1942年，Monod發現均衡生長的細菌的生長曲線與活性酶催化的生化反應曲線類似，1949年發表了在靜態反應器中經過系統研究得出的Monod模型[1]：
Monod模型實質上是一個經驗式，是在單一微生物對單一基質、微生物處于平衡生長狀態且無毒性存在的條件下得出的結論。Monod模型的提出使廢水生物處理的設計和運行更加理論化和系統化，提高了人們對廢水生物處理機理的認識，進一步促進了生物處理設計理論的發展。由于微生物模型描述的是微生物生長和限制微生物生長的基質濃度之間的關系，它是活性污泥法數學模型的理論基礎。微生物模型的不斷發展和計算機技術的普及同時也推動了活性污泥數學模型研究的日趨深入。
2傳統靜態模型
傳統靜態模型主要有20世紀50-70年代推出的Eckenfelder、Mckinney和Lawrence-McCarty模型，這些模型所采用的是生長-衰減機理[2]。
2.1Eckenfelder模型
該模型提出當微生物處于生長率上升階段時，基質濃度高，微生物生長速度與基質濃度無關，呈零級反應；當微生物處于生長率下降階段時，微生物生長主要受食料不足的限制，微生物的增長與基質的降解遵循一級反應關系；當微生物處于內源代謝階段時，微生物進行自身氧化。
2.2McKinney模型
該模型忽略了微生物濃度對基質去除速度的影響，認為在活性污泥反應器內，微生物濃度與底物濃度相比，屬低基質濃度，微生物處于生長率下降階段，代謝過程為基質濃度所控制，遵循一級反應動力學。并首次提出活性物質的概念，認為在活性污泥中只有部分具有活性的微生物才對基質降解起作用。雖然當時還無法直接測定活性物質，但這一概念的提出，為活性污泥模型的研究開拓了新的思路。
2.3Lawrence-McCarty模型
該模型最先將Monod方程引入廢水生物處理領域，并且強調了細胞平均停留時間（泥齡）的重要性，由于細胞平均停留時間可以通過控制污泥的排放量進行調節，因此增強了其在實際應用中的可操作性，對實際的應用有指導價值。
上述的模型都對實際的生化反應系統作了很大簡化，其區別主要在有機物降解速率的表達方程式和活性污泥組分劃分的差別。但是，由于這些模型只考慮了污水中含碳有機物的去除，而不能很好地預測在實際操作過程中存在的有機物濃度增加時，微生物增長速率變化的滯后效應以及不能預測有機物濃度降低時活性污泥過程的瞬變響應等現象，因此這些靜態活性污泥模型雖然參數求解和計算過程相對簡單，但無法精確地模擬廢水處理中氧利用和微生物代謝的動態變化，不能很好地描述活性污泥系統的動態特性。
3活性污泥法動態模型
污泥法動態模型主要有3種：機理模型、時間序列模型和語言模型。主要的機理模型有以下幾種：
3.1Andrews模型
該模型提出了貯存-代謝機理，將系統中的微生物劃分為活性生物體、儲存物質和惰性代謝產物三個部分。該機理認為在活性污泥過程中，非溶解性有機物和部分溶解性有機物首先被生物絮體快速吸附，以胞內貯存物XSTO的形式被貯存，然后再被微生物利用。這一機理的引入，合理解釋了有機物的“快速去除”現象，很好的預測了實際中觀察到的底物濃度增加時微生物增長速度變化的滯后現象和耗氧速率的動態變化。
3.2WRc模型
該模型引入了存活-非存活細胞代謝機理，認為存活力并不是生物活性的先決條件，生物活性可因細胞破裂，酶的溢出而得到增強，相當大程度的生物活性是由這些非存活細胞提供的[3]。非存活細胞的代謝作用使有機物的降解可以在不伴隨微生物量增加的情況下發生，以此解釋在采用Monod方程描述廢水生物處理過程導致細胞濃度預測值偏高的原因。
3.3IWA模型
（1）ASM1模型著重于廢水生物處理的基本原理、過程及其動態模擬，首次把氮的去除納入模型，采用“死亡-再溶解”機理，體現了對代謝殘余物的再利用。它不僅描述了碳素的氧化過程，還包括含氮物質的硝化與反硝化，但它的缺陷是未包含磷的去除。（2）ASM2模型引入了聚磷微生物，將生物和化學除磷過程納入模型中。但由于至今對生物除磷的機理還未完全明了，模型中的應用還存在一些限制，發酵及厭氧水解過程對PAO超量攝磷的影響還需做進一步研究等。（3）ASM3模型包括除磷過程，采納了有機物的貯存-代謝機理，細胞衰減方面沿用內源呼吸理論。假定XSTO是異養菌生長的唯一基質，使模型大大簡化；將水解過程加以簡化，從而減弱了水解作用對耗氧速率和反硝化速率的控制作用；綜合考慮了環境條件對生物衰減過程的影響，將衰減過程細化，使其更適應環境條件；考慮到生物體自身氧化的同時伴隨著其胞內貯存物的氧化，并認為其氧化速率大于微生物自身氧化速率。
4結語
盡管ASM系列還有使用限制及不足，但它們是活性污泥法數學模型發展的一個突破，為活性污泥法數學模型的發展和完善提供了一個科學平臺。ASM系列還不能說是很成熟的模型，尤其是ASM3還沒有經過大量試驗數據的檢驗，只有對活性污泥工藝的生化過程進行更深入的研究，并且在多個學科的共同努力下才可能產生更加令人滿意的數學模型。
參考文獻
[1]顧夏聲.廢水生物處理數學模式（第二版）[M].北京：清華大學出版社，1993.
第5篇：生物質的優缺點范文
1）頂空分析方法（HS）
頂空分析是密閉容器中的樣品在一定溫度下，揮發性成分從食品基質中釋放到頂空，平衡后，再將一定量的頂空氣體進行色譜分析。頂空分析可以專一性的收集樣品中易揮發的成分，避免了冗長煩瑣的樣品前處理過程及溶劑對分析過程帶來的干擾，因此在氣味分析方面有獨特的意義和價值。頂空分析方法分二類：靜態頂空采樣（StaticHeadSpace，SHS）和動態頂空又稱吹掃捕集技術（Dynamicheadspacesampling,DHS,orpurgeandtrap）。靜態頂空采樣（SHS）是直接取頂空物進樣，受容器溫度和平衡時間等因素的影響。SHS的樣品制備簡便，不用試劑，采集組分無干擾，但由于不同的香氣組分揮發性不同，其存在于容器頂空中的含量會不同，這種方法有時必須進行大體積的氣體進樣，會影響色譜的分離效果，因此僅適于高度揮發性或高含量組分的檢測。動態頂空（DHS）是指用一種惰性氣體（如高純氮氣）流從熱的恒溫樣品中將頂空揮發性被分析物連續地“吹掃”出來，再將揮發性組分加以富集，最后將抽提物進行脫附分析。這種分析方法不僅適用于復雜基質中揮發性較高的組分，對濃度較低的組分也同樣有效，具有取樣量少、受基體干擾小、容易實現在線檢測等優點，但是此系統提取步驟繁瑣、效率低下、費用也較高。
2）固相萃取（SPE）
固相萃取法適用于液體樣品，優點是有機溶劑用量少，易處理，使用方便迅速而且價廉，裝置的吸附劑效能高、可選擇范圍廣，給固相萃取法的應用帶來極大的方便。但固相萃取法批與批的效率的不同會影響分析的重復性；會發生不可逆的吸附，導致樣品組分丟失；有時會發生表面降解反應；吸附劑孔道易堵塞等[3]。固相萃取法已用于農藥殘留、水質監測、水果中色素分離和酒類、奶粉等的香味物質的檢測。
3）固相微萃取（SPME）
SPME與以往分析食品中揮發性化合物的常用方法相比，將萃取、濃縮、解吸、進樣等功能集于一體，具有不使用溶劑、操作簡單、成本低、檢測速度快、靈敏度高、能夠盡可能減少被分析的香氣物質的損失等優點。因而，一經問世便受到了分析化學工作者的矚目，成為樣品制備方法的熱門課題，得到越來越廣泛的應用。目前已在環保、醫藥、食品、香料等領域得到應用，并取得良好的效果[6]。該方法不足是回收率低，不同批號萃取頭重復性差和纖維頭易損壞等。頂空-固相微萃取（HS-SPME）的聯用產生于1993年，其裝置由手柄和萃取頭組成。HS-SPME分析中萃取頭具有一定的預濃縮作用，分析的靈敏度高于靜態頂空分析，在分析的精密度方面好于動態頂空分析，所以近些年來該方法比較常用。但此方法也存在不足，如不便于加入內標定量，而且分析結果同吸附頭的選擇有很大的關系。如果一種分析物主要存在于液相中，在一定的時間內，浸入液體方式取樣的SPME比HS-SPME更為靈敏；反之，則HS-SPME更為靈敏。劉靜等[7]應用HS-SPME-GC-MS聯用法對孟買藍寶石金酒的香氣成分進行了分析，優化了萃取條件，建立了快速測定孟買藍寶石金酒中香氣物質的方法。胡國棟等[8]對固相微萃取技術及其在食品揮發性物質分析中的應用做了詳細介紹。
4）蒸餾法
①水蒸氣蒸餾法水蒸氣蒸餾法屬于傳統的提取方法，該方法只適用于具有揮發性的，能隨水蒸氣蒸餾而不被破壞，與水不發生反應，且難溶或不溶于水的成分的提取。水蒸氣蒸餾法提取進程時間長、溫度高、體系開放，其進程易造成熱不穩固及易氧化成分的損壞及揮發喪失，對部分組分有損壞現象[9]。基于水蒸氣蒸餾法存在的問題，研究者開始致力于改良蒸餾裝置，如微波輔助水蒸氣蒸餾、減壓水蒸氣蒸餾、超聲波輔助萃取等。②同時蒸餾萃取法（SDE）同時蒸餾萃取法（SimultaneousDistillationandSolventExtraction，SDE）是由Likens和Nickerson在1964年發展起來的，是一種集蒸餾與萃取于一體，收集揮發性、半揮發性成分的有效方法[10]。但該方法操作繁瑣、費時，溶劑和樣品消耗量大，制備時間長，因此效率低下，而且長時間高溫沸騰會引起熱降解，產生一些降解物。Workhof等人采用同時蒸餾和萃取技術對奶酪的香成分進行了研究，發現SDE方法因加熱使得香成分發生了明顯的變化。綦艷梅等[11]采用同時蒸餾萃取（SDE），結合GC-MS分離鑒定北京傳統肉食品—月盛齋醬牛肉的揮發性風味成分。結果共鑒定出82種風味化合物，其中醛類、醚類、含氮含硫以及雜環化合物是月盛齋醬牛肉的重要揮發性成分。
5）溶劑輔助風味蒸發（SAFE）
溶劑輔助風味蒸發是一種從復雜食品基質中溫和、全面地提取揮發性物質的方法，是德國W.Engel等在1999年發明的。SAFE系統是蒸餾裝置和高真空泵的緊湊結合，樣品中的熱敏性揮發性成分損失少，萃取物具有樣品原有的自然風味，特別適合于復雜的天然食品中揮發性化合物的分離分析[12]。該方法在國內的應用還很少，研究報道尚不多見，國外研究顯示，SAFE法對揮發性較低和極性較高的香氣組分，如4-羥基-2，5-二甲基-3(2H)呋喃酮、4-羥-5-甲-3(2H)呋喃酮和5-乙-4-羥基-2-甲基-3-(2H)呋哺酮的萃取更為有效。M.Preininger等[13]研究了用SAFE法對微磨法乳粉(micro-milledmilkpowder)中香氣成分的提取。楊夢云等[14]以乙醚為溶劑，采用溶劑萃取/溶劑輔助風味蒸發法(SE/SAFE)提取新鮮野韭菜花精油，采用GC-MS法定性分析精油中的揮發性成分。結果共鑒定出47種揮發性成分，含硫化合物數量多且含量大，是新鮮野韭菜花中的主要揮發性成分。
食品中香氣成分的檢測方法
隨著科學技術不斷的發展，精密分析儀器也逐漸增加，這對食品風味的研究提供了更加完善的技術方法。目前檢測出的食品揮發性成分已有8000多種，但每種食品中起主要作用的揮發性物質成分含量不同，對香味的貢獻大小不一，所以要對揮發性成分進行定性、定量分析。常用的分析方法有：氣相色譜（gaschromatography，GC）法、氣相色譜-質譜聯用（Gaschromatography-massspectrometry，GC-MS)、氣相色譜-吸聞（gaschromatography-olfactrometry，GC-O）技術、高效液相色譜（HighPerformanceLiquidChromatography，HPLC）、液相色譜-質譜聯用（LiquidChromatography-massspectrometry，LC-MS）和電子鼻技術（Electronicnose）等。
1）氣相色譜（GC）
色譜分析由色譜分離和檢測兩部分組成，以氣體為流動相的色譜法稱為氣相色譜法。氣相色譜法按固定相的物態分類，分為氣-固色譜法（GSC）和氣-液色譜法（GLC）兩類。氣相色譜法的特點是：氣體流動相的粘度小，傳質速率高，能獲得很高的柱效；氣體遷移速率高，分析速度就快，一般幾分鐘可完成一個分析周期；氣相色譜具有高靈敏度的檢測器，最低檢測限達10-7~10-14g檢出濃度為μg/Kg，適用于痕量分析；分析樣品可以是氣體、液體和固體。
2）氣-質聯用（GC-MS）法
氣相色譜主要用于定量分析，難以進行定性分析，而質譜儀則具有靈敏度高、定性能量強的特點，它可以確定化合物的分子量、分子式甚至官能團。但是一般的質譜儀只能對單一的組分才能給出良好的定性，對混合物效果不佳，且進行定量分析也復雜，所以兩者聯用時就可以發揮各自的特點。氣相色譜儀是質譜儀理想的“進樣器”，質譜儀是氣相色譜儀的“檢測器”，聯用技術的問世起到一種特殊的作用，滿足鑒別能力強、靈敏度高、分析速度快和分析范圍廣等要求，該方法在有機化學、生物化學、食品化學、醫藥、化工和環境監測等方面得到廣泛的應用。李曉旭等[15]將雙曲面三維離子阱質譜技術與低熱容氣相色譜技術相結合，研制了便攜式氣相色譜-質譜聯用儀（GC-MS）。采用此便攜式GC-MS分別測試環境標準樣品EPATO-14和EPA624，結果表明，儀器具有定性能力強、分析速度快、檢測靈敏度高、功耗小以及便攜性能優等特點，可對空氣、水體、固態廢棄物中的有毒有害物質進行現場分析和檢測。
3）氣相色譜-吸聞技術（GC-O）
氣相色譜-吸聞技術（GC-O）屬于一種感官檢測技術，即氣味檢測法，是在氣相色譜柱末端安裝分流口，將經GC毛細管柱分離后得到的流出組分分流到化學檢測器[如氫火焰離子檢測器（FID）或質譜（MS）和鼻子。有幾種GC-O嗅聞檢測技術可用來鑒別香味化合物并根據它們的香味強度或對總體香氣的貢獻來對它們進行排序，比如Charm分析、AEDA（aromaextractdilutionanalysis，芳香萃取物稀釋分析）、OSME分析、及DF（檢測頻率）分析等技術[16]。GC-O與GC-MS相比，雖然GC-MS是目前對香味成分監測分析最常用的方法，但由于食品中產生的大量揮發性化合物中，只有一小部分的揮發物具有香味活性，且它們的含量和閾值都很低。對于靜態頂空分析而言，其頂空的揮發物濃度一般在10-11至10-4g/L，但只有當揮發物濃度≥10-5g/L時才能被MS檢測到，也就是說MS只能檢測出含量相對多的揮發性物質。而且，GC-MS是一種間接的測量方法，無法確定單個的香味活性物質對整體風味貢獻的大小。而GC-O卻能解決上述問題，它將氣象色譜的分離能力和人鼻子敏感的嗅覺聯系起來，實現從某一食品基質的所有揮發性化合物中區分出關鍵風味物質。GC/O技術同樣存在不足之處，如嗅聞人員的專業水平和自身對香味的敏感度不同、濃度稀釋度與香味閾值的關系等，都會很大的影響測試結果。GC-O和GC-MS技術各有優缺點，因此，兩者的結合可相互彌補之間的不足，并發揮更大的優勢。GC-O/MS（FID）現已較為廣泛地應用于食品風味研究，并成為研究熱點領域，相關的研究也獲得了一定的進展[17]。
4）高效液相色譜（HLPC）
高效液相色譜（HPLC）是20世紀60年代末，在經典液相色譜的基礎上，引入了氣相色譜的理論和實驗方法。根據分離機制的不同，高效液相色譜可分為四大基礎類型:分配色譜、吸附色譜、離子交換色譜、凝膠色譜。HPLC不受試樣揮發性的限制，可用于分離分析高沸點、大分子、熱穩定性差的有機化合物；可用于各種離子的分離分析；可利用組份分子尺寸大小的差別、離子交換能力的差別以及生物分子間親和力的差別進行分離；可選擇固定相和流動相以達到最佳分離效果，對于性質和結構類似的物質，分離的可能性比氣相色譜法更大，還有色譜柱可反復使用、樣品不被破壞、易回收等優點[]。但HPLC有“柱外效應”。在從進樣到檢測器之間，除了柱子以外的任何死空間（進樣器、柱接頭、連接管和檢測池等）中，如果流動相的流型有變化，被分離物質的任何擴散和滯留都會顯著地導致色譜峰的加寬，柱效率降低。而且高效液相色譜檢測器的靈敏度不及氣相色譜[19]。
5）高效液相色譜-質譜聯用法（HPLC-MS）
HPLC-MS將HPLC對復雜基體化合物的高分離能力與MS的強大的選擇性、靈敏度、相對分子質量及結構測定功能組合起來，提供了可靠、精確的相對分子質量及結構信息，特別是適合親水性強、揮發性強的有機物，熱不穩定化合物及生物大分子的分離分析，為香味化學成分的快速分析提供了一個重要的新技術。但是，高效液相色譜的固定相的分離效率、檢測器的檢測范圍以及靈敏度等方面，與目前已成熟的GC-MS聯用技術相比，HPLC-MS還處于發展階段，對于氣體和易揮發物質的分析方面遠不如氣相色譜法，因此，它在香味檢測中的應用還不是很廣泛，但HPLC-MS所具備的一系列優點，決定了它的應用前景將會更廣泛。
第6篇：生物質的優缺點范文
【關鍵詞】印染污水，有機污染，污水處理，水質
1 印染污水處理技術現狀
印染行業所排放的廢水占工業廢水的比重很大，據不完全統計，在我國，印染廢水日排放量約為3×106～4×106m3，而全國所有印染廠年排放廢水量約6.5×108t，占據整個紡織工業廢水排放量的80%。印染廢水因具備產生量大、污染物組分復雜且含量高、色度深、生化需氧量（BOD）和化學需氧量（COD）均高等諸多特點，成為國內外工業廢水處理的難題，因而其處理技術得到了國內外水處理工作者的深入研究。當前，印染廢水的處理方法主要有物理法、化學法、生物化學法和物理化學法。
1.1 物理法處理印染污水技術
應用最多物理處理法是吸附法。吸附法是將粘土、活性炭等多孔物質的粉末或顆粒與廢水進行混合，或讓廢水通過由其顆粒狀物質組成的過濾床，從而實現去除的目的。當前，國外主要采用活性炭吸附法。該法可以有效去除水溶液中的有機污染物，但無法去除水中的疏水性染料和膠體，而且它只對陽離子染料、活性染料、酸性染料、直接染料等水溶性染料有不錯的吸附能力。吸附處理可選擇的吸附劑有很多種，工程應用中需根據廢水水質來選擇吸附劑。實驗表明，在pH值為12的印染廢水中，用硅聚物作吸附劑，陰離子染料的去除率可達95% 甚至100%。高嶺土也是常見的吸附劑，研究表明，經長鏈有機陽離子處理的高嶺土可以有效吸附廢水中的黃色染料。國內也應用煤渣和活性硅藻土處理印染廢水，優點是費用低，效果好，缺點是泥渣產生量大，難以進一步處理。
1.2 化學法處理印染污水技術
一種研究比較成熟的化學法治理印染污水技術是化學氧化法，這種方法的基本原理是選取適當的氧化劑斷開染料分子中存在的不飽和基團，使之形成更小的無機物和有機物，從而消除染料所具備的發色能力。Fenton（Fe2+，H2O2）試劑、臭氧、次氯酸鈉等是人們常見的氧化劑，在PH值為4的環境中，Fenton試劑可以依靠催化H2O2生成?OH，而使染料被氧化失色。近幾年，紫外光[UV]、草酸鹽等的應用，進一步增強了Fenton 法的氧化能力。此外，為了強化處理印染廢水，朱洪濤教授發明了均相 Fenton 氧化-混凝法。對于酸性玫瑰紅印染廢水，顧曉揚教授提出了一種具有反應速度快、反應完全、無二次污染等優點的處理方法，即O3-Fenton 試劑化學氧化法，該氧化法可以有效增大難生化降解的染料廢水的 BOD5/COD值，從而提高廢水的可生化性。1.3 生物法處理印染污水技術
微生物酶可以對染料分子進行氧化或還原，從而破壞染料分子的發色基團和不飽和鍵，利用該原理對印染污水進行處理的方法稱為生物法處理技術。按微生物的類型，生物處理法又可分為好氧法和厭氧法。
生物膜法和活性污泥法都屬于好養法，生物膜法的基本原理是，使廢水流過表面長滿生物膜的支撐物，利用各相間的物質交換以及生物氧化作用來降解廢水中的有機污染物。活性污泥法需要向廢水之中加入空氣進程曝氣，經過一段時間以后，形成由大量微生物群體組成的絮凝體，從而通過沉淀分離將使處理的廢水變清澈。除了可以分解大量的有機物，還可同時去除一部分的色度，和調整pH值。這是一種特別適合處理含有機物量高的污水，其治理廢水效率高、水質好。寇曉芳等人采用活性污泥和白腐真菌相結合的方法處理染料廢水，最終可以得到99%的脫色率，接近94.4%COD去除率。然而，好氧生物處理法具有僅能去除較易降解的有機物、且色度去除率不高的缺點。厭氧-好氧新型處理技術的出現彌補了好氧法的不足。在厭氧微生物的作用下，難降解的有機染料分子及其助劑可進行水解酸化，形成小分子有機物，之后在好氧型微生物的作用下分解成無機小分子。這種治理方法可以獲得80%～90%左右的COD去除率，以及90%左右總色度去除率。
2 印染污水處理技術前景
目前印染廢水處理的主要發展方向是微生物方法與其他處理技術相結合，許多環境工程師正致力于篩選高效降解菌和構建基因工程菌，主要包括生物強化技術和固定化微生物技術，這也是未來印染污水處理的發展方向。
2.1 生物強化技術
針對特定的污染物，在傳統的生物處理工藝中增加具有特定功能的細菌去污，就是所謂的生物強化技術。從上世紀的80年代開始，強化脫色印染污水中經常使用白腐真菌。高達文教授曾經開展了白腐真菌降解實驗，他是在限氮和限碳液體培養基中完成的，實驗統計結果表明，這種培養基（碳氮摩爾比為56/2?2）會抑制細菌的生長，而且針對活性艷紅色利用白腐真菌可以獲得90%的脫色率。要完成生物強化技術從研究到工業生產的轉變，當前這項技術的瓶頸是那些特定功能的微生物容易流失或者被其它微生物吞噬。
2.2 固定化微生物技術
把微生物固定培養在特定載體上，從而獲得高活性高密度的技術就是固定化微生物技術。與懸浮生物處理技術比較，該技術具備運行穩定 、 效率高 、 可純化和保持高效優勢菌種、污泥產量少 、 反應器生物量大以及固液分離效果好等優點。Chen等以PVA凝膠小球固定高效菌，降解偶氮染料（RED RBN），在搖瓶培養實驗中，12h內對RED RBN （500mg/L）的脫色率達75%；在CSTR反應器中，HRT為10h，對RED RBN（100mg/L）的脫色率達90%以上。除此之外，在強化生物吸附作用的研究方面，固定化微生物技術也取得了較大進展。同生物強化技術有一些類似，固定化生物技術當前依舊處于試驗研究階段，必須解決好微生物在抗毒性、有效性和穩定性等技術難題，同時還需降低固定化載體的生產及運營成本，該技術可以在未來的工業生產中得到推廣運用。
3 結語
我國的工業生產采用了先污染后治理的方針，因此，在經濟社會迅猛發展的同時，也造成了嚴重的資源浪費和環境破壞。為實現社會的可持續發展，清潔生產才是最佳的選擇。在未來的發展中，應提倡從優化生態-經濟大系統的角度出發，從戰略的高度，不斷提高物質和能源的利用率，減少廢物的產生和排放，嚴禁對資源進行過度開發使用。
參考文獻
[1] 劉雁鵬.論述印染廢水的處理方法[J].資源與環境，2007，103（6）：76-78
第7篇：生物質的優缺點范文
資 料
一：人工濕地技術簡介3
1.1人工濕地的概念
3
1.2 人工濕地的類型4
1.3 人工濕地的構造6
二 人工濕地去除污染物機理8
2.1 有機物的去除8
2.2 氮的去除9
2.3 磷的去除 9
2.4 懸浮物的去除 10
三 人工濕地處理技術的優缺點10
一：人工濕地技術簡介
1.1人工濕地的概念
人工濕地污水處理技術是（cw-constructed wetland）一種人工將污水有控制地投配到種有水生植物的土地上，按不同方式控制有效停留時間并使其沿著一定的方向流動，在物理、化學、生物共同作用下，通過過濾、吸附、沉淀、離子交換、植物吸收和微生物分解等來實現水質凈化的生物處理技術。
采用人工濕地技術凈化污水始于1953年德國的max planck研究所，該研究所的seidel博士在研究中發現蘆葦能去除大量有機物和無機物。到20世紀70年代末期逐漸發展成為一種獨具特色的新型污水處理技術。人工濕地污水處理技術具有處理效果好、出水水質穩定、氮、磷去除能力強、運轉維護管理方便、工程基建和運轉費用低、對負荷變化適應能力強、適于處理間歇排放的污水等主要特點。同時，人工濕地對保護野生動物和提高局部地區景觀的美學價值也有益處。因此，大力開發人工濕地污水處理技術，對我國水環境污染的治理具有重大的意義，在我國具有廣泛的發展前景。
1.2 人工濕地的類型
人工濕地的基本類型
自由表面流人工濕地（fws）：和自然濕地相類似，水面位于濕地基質層以上，其水深一般為0.3—0.5m，采用最多的水流形式為地表徑流，這種類型的人工濕地中，污水從進口以一定深度緩慢流過濕地表面，部分污水蒸發或滲入濕地，出水經溢流堰流出。這種類型的人工濕地具有投資少、操作簡單、運行費用低等優點。
潛流型人工濕地系統(sfs)：污水在濕地床的表面下流動，利用填料表面生長的生物膜、植物根系及表層土和填料的截留作用凈化污水。主要形式為采用各種填料的蘆葦床系統。蘆葦床由上下兩層組成，上層為土壤，下層是由易使水流通過的介質組成的根系層，如粒徑較大的礫石、爐渣或砂層等，在上層土壤層中種植蘆葦等耐水植物。潛流式濕地能充分利用了濕地的空間，發揮植物、微生物和基質之間的協同作用，因此在相同面積情況下其處理能力得到大幅提高。污水基本上在地面下流動，保溫效果好，衛生條件也較好。
根據污水在濕地中流動的方向不同可將潛流型濕地系統分為水平潛流人工濕地、垂直潛流人工濕地和復合流人工濕地3種類型。不同類型的濕地對污染物的去除效果不盡相同，各有優勢。
水平流潛流式濕地：其水流從進口起在根系層中沿水平方向緩慢流動，出口處設水位調節裝置，以保持污水盡量和根系接觸。
垂直流潛流式濕地：其水流方向和根系層呈垂直狀態，其出水裝置一般設在濕地底部。和水平流潛流式濕地相比，這種床體形式的主要作用在于提高氧向污水及基質中的轉移效率。其表層為滲透性良好的砂層，間歇式進水，提高氧轉移效率，以此來提高bod去除和氨氮硝化的效果。
復合流潛流式濕地：其中的水流既有水平流也有豎向流。在蘆葦床基質層中污水同時以水平流和垂直流的流態流出底部的滲水管中。也可以用兩級復合流潛流式濕地進行串聯的復合流潛流濕地系統，第一級濕地中污水以水平流和下向垂直流的組合流態進入第二級濕地，第二級濕地中，污水以水平流和上向垂直流的組合流態流出濕地。
人工濕地的水流類型不同，其對不同污染物的去除效率也有差異。水平潛流濕地對bod、cod等有機物和重金屬的去除效果較好，垂直流濕地對氮、磷的去除效果較好，表面流型濕地的處理效果一般。但如果將表面流型與潛流型、表面流型與垂直流型結合起來，去污效率會進一步提高。根據對104座潛流型濕地系統和70 座表面流濕地系統的處理效果數據統計，有如下結果。
（1）ss表面流濕地系統用于三級處理時出水ss< 20mg/l；用于二級處理時稍高，但通常也低于20mg/l。水平潛流濕地系統進水ss平均為140 mg/l，出水平均為12.4 mg/l。
（2） bod5一般來說，當潛流濕地系統進水bod5平均為114 mg/l時，則出水平均為17 mg/l；表面流濕地系統進水bod5平均為41 mg/l時，出水平均為11 mg/l。
1.3 人工濕地的構造
人工濕地一般都由以下五種結構單元構成：底部的防滲層；由填料、土壤和植物根系組成的基質層；濕地植物的落葉及微生物尸體等組成的腐質層；水體層和濕地植物（主要是根生挺水植物）。
水生植 物: 首先，植物可以有效地消除短流現象；其次，植物的根系可以維持潛流型濕地中良好的水力輸導性，使濕地的運行壽命延長；第三，通過其中微生物的分解和合成代謝作用，能有效地去除污水中有機污染物和營養物質，第四，水生植物能夠將氧氣輸送到根系，使植物根系附近有氧氣存在，通過硝化、反硝化，積累、降解、絡合、吸附等作用而顯著增加去除率。第五，致密的植物可以在冬季寒冷季節起到保溫作用，減緩濕地處理效率的下降。
基質層: 基質層是人工濕地的核心。基質顆粒的粒徑、礦質成分等直接影響著污水處理的效果。目前人工濕地系統可用的基質主要有土壤、碎石、礫石、煤塊、細沙、粗砂、煤渣、多孔介質(leca)、硅灰石和工業廢棄物中的一種或幾種組合的混合物。基質一方面為植物和微生物生長提供介質，另一方面通過沉積、過濾和吸附等作用直接去除污染物。
防滲層: 防滲層是為了防止未經處理的污水通過滲透作用污染地下含水層而鋪設的一層透水性差的物質。如果現場的土壤和黏土能夠提供充足的防滲能力，那么壓實這些土壤作濕地的襯里已經足夠。
腐質層: 腐質層中主要物質就是濕地植物的落葉、枯枝、微生物及其他小動物的尸體。成熟的人工濕地可以形成致密的腐質層。
水體層: 水體在表面流動的過程就是污染物進行生物降解的過程，水體層的存在提供了魚、蝦、蟹等水生動物和水禽等的棲息場所。
二 人工濕地去除污染物機理
2.1 有機物的去除
人工濕地對有機物有較強的凈化能力，污水中的不溶有機物通過濕地的沉淀、過濾作用，可以很快被截留下來而被微生物利用；污水中的可溶性有機物則可通過植物根系生物膜的吸附、吸收及生物代謝過程而被分解去除。國內有關學者對人工濕地凈化城市污水的研究表明，在進水濃度較低的情況下，人工濕地對bod5的去除率可達85%～95%，對cod的去除率可達80%，處理出水bod5的濃度在10mg/l左右，ss小于20mg/l。隨著處理過程的不斷進行，濕地床中的微生物相應地繁殖生長，通過對濕地床填料的定期更換及對濕地植物的收割而將新生的有機體從系統中去除。
2.2 氮的去除
濕地進水中的氮主要以有機氮和氨氮的形式存在，氨氮被濕地植物和微生物同化吸收，轉化為有機體的一部分，可以通過定期收割植物使氮得以部分去除，有機氮經氨化作用礦化為氨氮，然后在有機碳源的條件下，經反硝化作用被還原成氮氣，釋放到大氣中去，達到最終脫氮的目的。存在根系周圍的氧化區（好氧區），缺氧區和還原區（厭氧區），以及不同微生物種群的生物氧化還原作用，為氮的去除提供了良好的條件。微生物的硝化和反硝化作用在氮的去除中起著重要作用。
2.3 磷的去除
濕地對磷的去除是通過微生物的去除、植物的吸收和填料床的物理化學等幾方面的協調作用共同完成的。污水中的無機磷一方面在植物的吸收和同化作用下，被合成為atp、dna和rna等有機成分，通過對植物的收割而將磷從系統中去除；另一方面，通過微生物對磷的正常同化吸收。此外，濕地床中填料對磷的吸收及填料與磷酸根離子的化學反應，對磷的去除亦有一定的作用。含有鐵質和鈣質的填料可與水中的po43-反應而形成沉淀而去除，含有這些物質的地下水滲入床體內也有利于磷的去除.磷的去除是通過植物吸收、微生物去除及物理化學作用而完成。
2.4 懸浮物的去除
進水的懸浮物的去除都在濕地進口處5—10m內完成，這主要是基質層填料、植物的根系和莖、腐殖層的過濾和阻截作用，所以懸浮物的去除率高低決定于污水與植物及填料的接觸程度。平整的基質層底面及適宜的水力坡度能有效提高懸浮物的去除效率。
三 人工濕地處理技術的優缺點
人工濕地是一種由人工建造和監督控制的、與沼澤地類似的地面 ,它利用自然生態系統中的物理、化學和生物的三重協同作用來實現對污水的凈化。人工濕地在污水處理上具有高效率、低投資、低運轉費、低維持技術、處理量靈活、低能耗、處理效果好等優點。
1、高效率
人工濕地的顯著特點之一是其對有機物有較強的降解能力。有關人工濕地對二級污水處理廠出水試驗的研究表明, 以二級污水處理廠出水作為原水的條件下,人工濕地對bod5的去除率可達85%—95%,cod去除率可達80%以上,處理出水中bod5的濃度在5mg/l左右,ss小于8mg/l。
我國大多數的二級污水處理廠出水中n、p的含量較高，濕地對n、p有很高去除率,可分別達到80%、90%以上。而傳統的污水回用工藝對n、p的去除率僅能達到20%—40%。污水中的氮、磷可直接被濕地中的植物吸收,通過對植物的收割而從污水和濕地中去除,另外,氮還可通過濕地中微生物的硝化和反硝化作用去除,磷則通過微生物的積累和填料床的理化作用協同完成去除。此外，人工濕地對微量元素和病原體也有相當高的去除率。
2、低成本
據國外統計,一般濕地系統在污水處理方面的投資和運行費用僅為傳統的二級污水廠的1/10—1/2。在污水處理方面，由于人工濕地工藝無需曝氣、投加藥劑和回流污泥,也沒有剩余污泥產生,因而可大大節省運行費用,通常只消耗少量電能,用于提高進水水位(如果水位無需提升則無此項費用),處理費用一般僅為傳統工藝的1/5到1/6左右。
由于人工濕地基本上不需要機電設備,故維護上只是清理渠道及管理作物,一般農民完全可以承擔,只需個別專業人員定期檢查。高昂的運行費用常常是我國開展污水回用的限制條件,而人工濕地則避免了這些缺點。
3、低能耗
水處理工藝的能耗不僅是經濟問題,同時也是環境問題,因為耗能過程中產生的co2、so2等氣體,還會污染大氣環境。人工濕地基本上不耗能,運行成本低廉。
4、處理靈活
人工濕地可根據污水處理廠的規模，可大可小、就地利用；建設施工方便，需要的構筑物、處理設備少。
5、處理效果好
出水水質可以因植物池內填料的不同達到《地面水環境質量標準》(gb3838-88)ⅱ類至ⅴ類標準,處理后的水可用作飲用水水源和景觀用水的湖泊、水庫或河流中,亦可用作沖廁、洗車、灌溉、綠化及工業回用等。
6、美化環境
由于植物池內種植的是濕地植物,如果選擇合適的植物品種如水竹、睡蓮、美人蕉等，可以美化環境,改善地面景觀。
缺點：
第8篇：生物質的優缺點范文
關鍵詞：生物樣品，超臨界流體萃取，固相萃取，固相微萃取
中圖分類號：Q81 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）05（c）-0000-00
0 引言
近年來，隨著科技的迅速發展和有力推動，生物樣品預處理技術也得到了快速的發展和印證，并取得了不少的成就。那么無機元素、有機元素分析的樣品預處理方法都有哪些？有什么不同呢？超臨界流體萃取技術、固相萃取技術、固相微萃取技術等新技術的出現解決了這些難題，這些技術具有速度快、效率高、污染小等優點，應該被大力宣傳和推廣，并盡早投入生產生活中。
1 超臨界流體萃取技術
超臨界流體（supercritical fluid，簡稱 SCF） 指處于超過物質本身的臨界壓力和臨界溫度時的流體。具有溶解度大、擴散和運動性強的特點。超臨界流體萃取技術（ supercritical fluid extraction ，SFE） 就是把超臨界流體當作溶劑，萃取出來一些有效組分，接著進行分離的一門技術。已經被廣泛應用于醫藥、食品、化妝品以及一些天然產物的分析方面。以前都使用以硅膠為材料的吸附劑，近年來一些新型的吸附劑相繼出現，填補了不少空白。他們具有容量高、選擇性和疏水性都較好，在反相條件下對親水性物質保留時間較長等優點。 超臨界流體萃取技術的優點主要表現在，對脂溶性成分、揮發性成分、熱敏物質及小分子萜類等的提取很明顯。具體要求：必須不低于臨界溫度和壓力， 讓超臨界流體萃取成分，當恢復到常溫和常壓的時候，溶解成分會很快與氣態的超臨界流體分開。CO2屬于非極性溶劑，常被用作萃取劑使用在該技術中。對于非極性和低極性的化合物的溶解性很強，但對于大多數無機鹽、極性較強的物質卻很難溶解。添加甲醇、乙醇、丙酮、乙酯等改性劑是個可行的辦法，該技術在生物堿類、黃酮類、皂甙類等的應用方面表現力不俗。
2 固相萃取技術
固相萃取技術自20世紀70年代誕生以來，以其高效、高選擇性、高度自動化的特點，被廣泛應用于各種生物樣品的分離和純化[1]。固相萃取技術（SPE）就是把液體樣品中的目標化合物進行吸附，將樣品的干擾化合物和基體分開，再用洗脫液或加熱解吸附洗脫。目前主要有兩種洗脫方法比較常見：其一，生物介質的親和力強，會被分離物直接洗脫；其二被分析物的親和力要強，用對被分析物親和力強的溶劑洗脫目前，固相萃取劑研究的重點是把非極性基團、極性、高分子樹脂或離子交換基團混合使用的吸附劑。固相萃取劑按照種類劃分，一般可分為正相、反相和離子交換固相萃取三類，這是常見的分類方法。
要根據分析物的溶解度、極性、pKa等性質， 選取適合的固相萃取柱，如果是非離子性物質的話，要使用極性相似的固相萃取柱。強離子型分析物則用離子交換固相萃取。固相萃取一般可分為活化、上樣、淋洗和洗脫四步。新一代的聚合物吸附劑，例如Waters的Oasis HLB， 既簡化了樣品制備過程，又有很寬的pH范圍，可以萃取疏水、親水、堿性、酸性或中性組分，血漿、尿液等生物樣品的制備比較適合[2，3]。SPE技術在生物樣本分析中發揮著重要的作用，已經取得了不小的突破，如新型固定相萃取劑與自動化操作設備等的理論研究。
3 固相微萃取技術
固相微萃取技術（Solidphasemiero一extraetion，SPME）是一種比較前沿的樣品前處理技術，最早用來分析環境中的有機物，在食品、藥物和生化等領域，這種新的提取技術受到了高度的關注。它具有廉價、容易、與分析系統兼容、易于自動化、效率高等優點。SPME萃取模式可分成直接固相微萃（Direct一SPME）和頂空固相微萃取（headspace--SPME，HS一SFME）兩種。
涂層一般有聚丙烯酸酯、聚二甲基硅氧烷，混合涂料主要有聚乙二醇-二乙烯基苯、聚二甲基硅氧烷-二乙烯基苯等。該技術的特點是高效、簡捷、靈敏度高，集制備、分離于一體，將以前的取樣、萃取、濃縮及進樣多部分析操作變成為一個過程，最大的優點在操作過程中不需要使用溶劑，既節約資源，又比較環保。分析揮發和半揮發性成分，固相微萃取技術比較適合，而對于復雜基質的分析卻不盡人意。
固相萃取已經被廣泛運用于食品、環境化學、生物學等領域，復雜目標物樣品微量或痕量的分離、富集和分析表現明顯。
4 生物樣品預處理方法的選擇
生物樣品種類眾多，性能也不一樣，選擇起來比較棘手，對于不同的樣品要采取不同的預處理方法，要有針對性，才能取得理想的效果，一般主要有三種方法。
4.1 在常溫下需要長時間反應的樣品
這種方法相對簡單，只需要把準備好的樣品放置一夜，不用管它，第二天再放進些消解爐消解就可以了，效果也是不錯的。
4.2反應劇烈的樣品
這種方法也不復雜，首先需要把準備好的樣品放在電子控溫加熱板上進行加溫加熱，而且還要不停的搖晃溶樣杯，仔細觀察溶樣杯，這時候會發現有少量或淺色氣體冒出時，取下后進行微波消解就可以了。
4.3.預處理時間長的難處理樣品
這種方法相對復雜些，仍然采用放過夜的方法，第二天再進行消解處理。觀察并測量樣品的體積變化，溶液體積如果小于6毫升時，應該及時的加水或酸，始終保持體積不小于6毫升，最后再進行微波消解就可以了。
5 結束語
隨著人們所面對的分析體系越來越復雜，人們采用的分析手段越來越高。在市場和技術的雙重驅動下，現代分析的發展將越來越快，生物技術將跨入了一個嶄新的時代。總之，每種處理方法都各有特點，有利有弊，在實際操作中，要根據化合物的物理化學性質，選擇合適的前處理方法才能事半功倍。
參考文獻
[1] Broich J R，Hoffman D B，Goldner S J，et al. Liquid solid extraction of ly-ophilized biological material for forensic analysis. I. Application to urine samples for detection of drugs of abuse. J Chromatogr，1971，63：309
第9篇：生物質的優缺點范文
關鍵詞太陽能太陽能應用 太陽能空調 太陽能中高溫應用
中圖分類號：TK511文獻標識碼： A 文章編號
太陽能名詞解釋
光電效應
指光照使不均勻半導體或半導體與金屬結合的不同部位之間產生電位差的現象。
太陽能光伏
利用光電效應，將太陽光輻射轉換成電能。
太陽能光熱
太陽能光熱是指太陽能輻照的熱能，利用熱能發電，制冷 ，蒸餾等工業用熱，以及農業。
太陽能空調
利用太陽能轉化成電能，或者直接利用熱能驅動空調，進行制冷或者供熱。屬于太陽能利用開拓的領域，有著巨大發展潛力。
集熱器
利用鏡面反射或吸收方式，對太陽能進行采集處用裝置 。常用的集熱器有平板式、反射式兩大類。
吸收式制冷
吸收式制冷是利用某些具有特殊性質的工質對，通過一種物質對另一種物質的吸收和釋放，產生物質的狀態變化，從而伴隨吸熱和放熱過程。
太陽能利用現狀
目前，太陽能利用主要有兩個途徑，即光熱和光電技術。
光電技術指的是光伏發電，是根據光生伏特效應原理，利用太陽能電池將太陽光能直接轉化為電能。
光熱技術是指直接利用太陽能輻射的熱量，通過集熱裝置，對載體進行加熱，將太陽能轉化為機械能或者直接進行熱交換。
光熱利用更有應用價值，前景更好，在太陽能利用上將是主流，將成為代表太陽能應用最尖端、最先進、最有潛力的一種應用之一。
太陽能光伏利用
光伏應用項目主要有：
公路設施
光伏發電
各種信號燈電源
與建筑結合的小型屋頂聯網光伏系統
衛星電視接收站及電視差轉臺光伏電源
優點：
常用于小功率場合
低能耗
用于航天
缺點：
轉換功率不大
成本高
國內技術水平低
太陽能光熱利用
太陽能光熱利用按照利用溫度的不同，大致分為低溫利用、中文利用、高溫利用，如圖表所示：
太陽能光伏、光熱技術介紹
太陽能光伏利用
太陽能光伏發電原理
太陽能電池發電的原理主要是半導體的光電效應，即一些半導體材料受到光照時，載流子數量會劇增，導電能力隨之增強。
太陽光伏電池基本性質
光電轉換效率
η% 評估太陽電池好壞的重要因素。
目前：實驗室 η ≈ 24%，產業化：η ≈ 16%。
單體電池電壓
V：0.4V——0.6V由材料物理特性決定。
標準光強與環境溫度地面
AM1.5光強，1000W/m2 ，t = 25℃；
溫度對電池性質的影響
例如：在標準狀況下,AM1.5光強，t=25℃某電池板輸出功率測得為100Wp,如果電池溫度升高至45℃時，則電池板輸出功率就不到100Wp
太陽能光伏電池分類
光伏電池效率比較
光伏系統組成分為四大部分
太陽能光電板：核心部分，將太陽的輻射能力轉換為電能，或送往蓄電池中存儲起來，或推動負載工作。
蓄電池（組）：一般為鉛酸電池，小微型系統中，也可用鎳氫電池、鎳鎘電池或鋰電池。
太陽能控制器：控制整個系統的工作狀態，并對蓄電池起到過充電保護、過放電保護。
逆變器：太陽能直接輸出12/24/48VDC。需要將直流電轉換成220VAC交流電,需要逆變器。
太陽能光伏發電應用
太陽能光伏發電系統是利用太陽電池半導體材料的光伏效應，將太陽光輻射能直接轉換為電能的一種新型發電系統，有獨立運行和并網運行兩種方式。獨立運行的光伏發電系統需要有蓄電池作為儲能裝置，主要用于無電網的邊遠地區和人口分散地區，整個系統造價很高；在有公共電網的地區，光伏發電系統與電網連接并網運行，省去蓄電池，不僅可以大幅度降低造價，而且具有更高的發電效率和更好的環保性能。
太陽能獨立發電系統
太陽能并網式發電系統
太陽能光熱利用之低溫利用——非聚光集熱器
太陽能光熱利用之中高溫利用——聚光集熱器
槽式聚焦：槽式聚焦太陽能集熱器作為中高溫集熱器的一種,能夠獲得較高的集熱溫度,可用于發電、制冷空調、采暖、海水淡化等生產和生活領域。傳統槽式太陽能集熱裝置吸收器采用真空玻璃管結構,即內管采用金屬管,管內走加熱介質,金屬管外涂覆選擇性吸收涂層,再外面為玻璃管,玻璃管與金屬管間抽真空以抑制對流和傳導熱損失。
塔式太陽能聚焦：將吸收到的太陽能射線集中到塔中，對傳熱工作物質加熱進而發電。
碟式光熱：利用拋物面反射鏡，將入射太陽光聚集到集點上，焦點處旋轉的斯特林發電裝置進行發電。
菲涅爾式光熱：工作原理類似槽式光熱，只是采用菲涅耳結構的聚光鏡代替拋面鏡。這使得它的成本相對低。
太陽能光熱集熱器應用性能分析
重點推廣：
槽式集熱器是太陽能光熱應用基礎，太陽能高溫的發展是建立在中溫的基礎上的。
槽式集熱器在本世紀初就有應用。幾十年來進行了許多改進，如提高反射面加工精度，研制高反射材料，開發高可靠性跟蹤機構等，槽式集熱器能滿足各種中、高溫太陽能利用的要求。
太陽能利用拓展探索——太陽能空調
圖一、太陽能空調分類
綜上所述，太陽能深度開發利用的重點應是利用槽式中高溫太陽能集熱器，收>150℃太陽能，驅動“GARX循環氨吸收式太陽能空調設備”或“溴化鋰吸收式（雙效）太陽能空調設備”。這種太陽能利用的組合方式，開發技術難度較小、能效比較高、市場大面積推廣前景廣闊，定能成為節能環保的重要力量，為人與自然的和諧發展做出巨大貢獻。
參考文獻：
GB50787—2012，民用建筑太陽能空調工程技術規范；
GB50019—2003，采暖、通風與空氣調節設計規范；
GB50243—2002，通風與空調工程施工質量驗收規范；
《奇威特太陽能應用技術指南》
