环境工程毕业论文样板
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环境工程是研究和从事防治环境污染和提高环境质量的科学技术，同生物学中的生态学、医学中的环境卫生学和环境医学，以及环境物理学和环境化学有关。下文是学习啦小编为大家搜集整理的关于环境工程毕业论文样板的内容，欢迎大家阅读参考!
环境工程毕业论文样板篇1
解析环境工程中生物表面活性剂的应用
摘要：生物表面活性剂是近年来新兴的一类表面活性剂，它具有化学表面活性剂不可替代的优势，因此，更适合应用到环境工程中。但是，由于生产生物表面活性剂的成本非常高，所以，从目前的情况来看并不适宜大量投入生产。本文主要对环境工程中生物表面活性剂的应用进行了分析探讨。
关键词：生物表面活性剂;环境工程;应用
引言
市面上许多表面性质良好的化学表面活性剂存在着一些弊端，不是使用成本太高，就是使用量过大的，最重要的一点是它会带来一定程度的污染。随着现代生物技术的迅猛发展，生物表面活性剂行业也逐步步入人们的视线中，并有赶超化学合成表面活性剂的势头。生物表面活性剂日益突显自身不同于化学合成表面活性剂的优势，使得人们将焦点逐渐转向探索研究它在环境工程应用方面的价值，通过研究表明，生物表面活性剂在重金属污染和水体、土壤等修复方面具有良好的应用价值。
一、环境工程中生物表面活性剂应用概述
生物表面活性剂是微生物在一定的条件之下培养而成的,这种产品主要是以其在不断代谢过程中所产生的分泌物来作为表面活性材料的添加物,生物表面活性剂与其他传统的化学活性剂相比较而言,有着更大的优势,并且自身具有较多的个性化特征,也就是产品特性,例如在使用生物表面活性剂的过程中,由于其自身所拥有的自然降解性以及结构多样性的特点,能够使得生物表面活性剂不受环节的影响以及限制其性能。以往在进行表面活性剂生产发展的过程中,都是使用的传统化学活性剂的生产方式,这种材质的活性剂生产过程中受到原材料以及原材料价格的影响,严重影响了实际运作过程中的产品性能,并且在不断生产的过程中,极大的危害了自然环境,造成了对自然界污染,这些现象都促使了人们对于健康生产、绿色生产的重视程度。
特别是近几十年来,随着改革开放,社会不断的发展进步,其整体呈现出了平稳的发展态势,人们开始不断追求生活水平的提高，增强了注重身体健康以及环境健康的意识,这些情况都促使了生物表面活性剂的诞生,并且这种材料所能够应用的范围也是极广的。现目前,我国在生物表面活性剂上的研究还处在一个较为初级的状态,并且对生物表面活性剂的应用范围也较小,但随着近几年社会发展过程中,对于生物材料行业的重视,使得生活表面活性材料能够在发展的过程中拥有较大的优势,进一步提高生物表面活性剂中存在的使用价值以及其应用的使用效率。
二、表面活性剂的特点及其优越性
1、表面活性剂的结构特点
(1)双亲性表面活性剂的分子结构具有不对称的极性的特点，分子中同时含有亲水性的极性基团和亲油性的非极性基团—亲水基和亲油基，因此，表面活性剂具有既亲水又亲油的双亲性。(2)溶解性表面活性剂至少应溶人液相中的某一相。(3)表面吸附表面活性剂的溶解，使溶液表面自由能降低，产生表面吸附，在达到平衡时，表面活性剂在界面上的浓度大于溶液整体中的浓度。(4)界面定向吸附在界面上的表面活性剂分子，定向排列成分子膜，覆盖于界面上。(5)形成胶束，当表面活性剂在溶剂中的浓度达到一定值时，其分子会产生聚集生成胶束，这一浓度的极限值称为临界胶束浓度(简称CMC)。(6)多功能性表面活性剂在其溶液中显示多种复合功能，如清洗、发泡、润湿、乳化、增溶、分散等。
2、生物表面活性剂
生物表面活性剂和传统化学合成表面活性剂相比，生物表面活性剂具有以下优点：(1)较低的表面张力和界面张力。(2)耐温性，有些生物表面活性剂在90℃的高温下仍能保持其表面活性。(3)耐盐性，盐溶液中不易盐析。(4)可生物降解性，生物表面活性剂在水体和土壤中容易降解。(5)环境友好性，不对环境产生污染和破坏。(6)可原位合成，因而可以大大降低使用成本。(7)生产工艺简单，常温常压下即可发生反应。(8)生产原料来源广阔、价廉，可以利用工业废料和农副产品为原料，生产过程对环境不产生危害。
3、绿色表面活性剂
绿色表面活性剂是由天然的或可再生资源加工而成的，即具有天然性、温和性、刺激性小等优良特点。同传统表面活性剂一样，绿色表面活性剂具有亲水基和憎水基。与传统表面活性剂相比，绿色表面活性剂具有高效强力去污性、优良的配伍性及良好的环境相容性，并表现出良好的乳化性、洗涤性、增溶性、润湿性、溶解性和稳定性等。除此以外，每一种绿色表面活性剂都具有其特有的性能，如a一磺基脂肪酸酷盐(MEC)在低浓度下就具有表面活性、耐硬水，单烷基麟酸醋具有优良的起泡乳化胜、抗静电性能以及特有的皮肤亲和性。
三、生物表面活性剂的提取
在对发酵产物进行提取的过程中,也就是对下游进行处理,所使用的费用在总的费用比例中占到了60%,这是生物表面活性剂在进行商业化过程中的所存在的一个主要难题。对生物表面活性剂中生物最佳发酵的提取操作方法,随着物理化学所存在的性质不同而有所不同。通常来说,通过溶剂来进行萃取是一种最为常见的生物提取手段,利用甲基—叔丁基醚来萃取红球菌,从而生产出生物的表面活性剂,这个过程中可以得到较高的提取产率,也就是一升10mg。
四、生物表面活性剂在环境工程中的应用
1、对含油的污泥进行预处理
石油工业在运作的过程中容易由于操作不当而带来一些含油的污泥。由于这类污泥中含有烃类物质，这些物质对于微生物来说具有较强的毒性，因此，在使用微生物处理油泥的前期需要先进行油泥预处理工作，简单来说，就是将含油的污泥进行脱油处理。我们通常都是利用微生物代谢后产生的活性剂来处理含油的污泥，由于微生物代谢产生的表面活性剂具有很强的增溶性能，因此，可以降低烃类物质的强吸附性，这样就能将烃类物质从污泥中分离出来，能够有效的降低油泥中油类的含量。
2、有效的促进重金属的去除
(1)可以直接萃取得到重金属;(2)有效活化土壤中存在的重金属。植物在进行自我修复的过程中，土壤内含有的重金属起到的作用并不大，为了有效利用土壤中重金属的效能来提高植物自我修复的效率，可以利用生物表面活性剂来活化土壤内的重金属;(3)重金属离子浮选。表面活性剂在金属含量较低的离子浮选过程中扮演了两个角色，其一是作为起泡剂;其二则是作为捕收剂。(4)通过增强反应底物的亲水性来达到促进重金属去除的目的。
3、在生物修复中的应用
微生物能够促进有机污染物的降解，有利于修复生态环境，在这一过程中我们可以直接使用发酵液，不仅能有效的降低产品纯化的成本，而且也能降低分离提取表面活性剂的成本，因此，生物表面活性剂在生物修复这方面有着极广阔的应用前景。
4、有效促进疏水性有机物的降解
难降解的有机污染物不能直接使用生物降解法来处理，这不仅是因为难降解的有机污染物水溶性很低，而且它的吸附性也是非常强的。水溶性低也就意味着微生物很难附着到有机污染物上。由于烃类的降解酶一般都存在于细胞内或者细胞质膜，这就使得烃类底物只有通过外层亲水细胞壁进入细胞内部后，才能被烃类降解酶代谢。如果使用生物表面活性剂则可以解决这两个难题，因为它能够很好的促进疏水性有机物的降解。
结束语
生物表面所存在的活性剂是最近几年来随着科技水平的提高,才逐渐发展起来的活性剂,这类活性剂自身有着降低表面张力的功能,并且生物表面活性剂对于自然环境没有任何害处,自身的降解能力极强,所有的物质都是属于天然的添加剂。生物表面活性剂目前仅仅是在一些环境工程和石油工业中得到了广泛的应用,但由于生物表面活性剂性能突出,随着科学技术的不断发展,生物活性剂的制造成本必然会逐渐降低到普通消费者能够承受的水平,这类活性剂会被越来越多的使用在医疗卫生行业、食品生产工业、精细化工业,活性剂将与我们的日常生活紧密联系起来。
参考文献
[1]胡晓玥,李多松.表面活性剂的应用及其对环境的影响[J].北方环境.2011(06).
[2]马爱青,陈连喜,包木太.表面活性剂对原油生物降解的强化作用[J].油田化学.2011(02).
[3]韩双艳,任昌琼,林影.生物表面活性剂的生产与应用[J].中国工程科学.2009(04)
环境工程毕业论文样板篇2
浅析生物表面活性剂在环境工程中的应用
摘 要：表面活性剂是一种化学原料，在当前的工业生产中被称之为工业味精，它在目前的应用中被广泛的应用在石油工业、环境工程和食品工业之中。生物表面活性剂是在表面活性剂的基础上形成的一类具有大量生物物质的成分，与化学合成的生物表面活性剂相比较有着降低表面张力、稳定乳化液和增加了泡沫等作用，同时还有一半化学合成表面活性剂所不具备的无毒、能够生物解将的优势。在本文综述了生物表面活性剂的种类及其生产菌，通过介绍了目前企业生产中所采用的两种生产方式分析，总结了其在环境工程中的应用方式，就其日后发展方向做了探讨和浅述。
关键词：生物表面活性剂 环境工程 微生物
生物表面活性剂是微生物在一定条件下培养时，是以分泌物在代谢过程中充当表面活性产物。与化学合成表面活性剂相比较，生物表面活性剂具有着诸多的优势与个性化特征，如在使用的时候其结构多样性和生物可降解性以及在使用的时候不受环境的限制和影响等。由于化学合成表面活性剂受原材料、价格以及在工作中产品性能问题的影响，使得在生产中容易出现严重的环境危害和污染现象，使得人类在生活中对环境和健康意识不断增加，尤其是在近几十年来，随着我国改革开放以来，社会呈现出平稳发展趋势，人们生活水平的提高促使人类对健康和环境意识的要求增加，这也就促使了生物表面活性剂应用方法的不断增加，国内对生物表面活性剂的研制和开发应用起步较晚，但是由于近年来的大力重视，使得其在发展中也拥有者一定的优势，从而促使在生物工程中提高生物工程的效率和使用价值。
1、生物表面活性剂的种类及其生产菌
1.1 种类
生物表面活性剂是表面活性剂发展优化形成的产物，是微生物素哟产生具有移动表面活性的生物大分子物质，与过去的化学成分相比较有着天然优势，其适用于目前的是由工业和环境工程之中。化学合成表面活性剂通常是根据它们的极性基团来分类，而生物活性表面剂主要是通过加强保护环境要求为依据来促使其环境工程中的应用前景。
1.2 生物表面活性剂的生产菌
大多数生物表面活性剂是细菌、酵母菌和真菌的代谢产物。这些生产菌大多是从油类污染的湖泊、土壤或海洋中筛选得到的。如Banat等从油泥污染的土壤中分离得到两株生物表面活性剂的菌株：芽孢杆菌AB-2和Y12-B。列出了一些主要的生物表面活性剂的种类及其生产菌。
2、生物表面活性剂的生产
目前，可以通过两种途径生产生物表面活性剂：微生物发酵法和酶法。采用发酵法生产时，生物表面活性剂的种类、产量主要取决于生产菌的种类、生长阶段，碳基质的性质，培养基中N、P 和金属离子Mg2+、Fe2+的浓度以及培养条件(pH、温度、搅拌速度等)。
与微生物发酵法相比，酶法合成的表面活性剂分子多是一些结构相对简单的分子，但是其在使用的时候同样能够促进活性剂的表面活性增加，其主要的优点在与在生产的过程提取奋勇较低，对各种产品的改良措施较为方便，并且能够及时的针对其中存在的各种问题进行分析，提出合理有效的控制措施和方法。尽管现阶段酶制剂成本较高，但通过基因工程技术增强酶的稳定性与活性，有望降低其生产成本。
3、生物表面活性剂的提取
发酵产物的提取(也称下游处理)费用大约占总生产费用的60%，这是生物表面活性剂产品商业化的一个主要障碍。生物表面活性剂的最佳提取方法随发酵操作及其物理化学性质的不同而不同。其中溶剂萃取是最常用的提取方法，利用甲基-叔丁基醚萃取红球菌生产的生物表面活性剂，可以获得较高产率10 mg/L。
4、生物表面活性剂在环境工程中的应用
许多化学合成表面活性剂由于难降解、有毒及在生态系统中的积累等性质而破坏生态环境，相比之下，生物表面活性剂则由于易生物降解、对生态环境无毒等特性而更适合于环境工程中污染治理。如：在废水处理工艺中可作为浮选捕收剂与带电胶粒相吸以除去有毒金属离子，修复受有机物和重金属污染的场地等。
4.1 在废水处理工艺中的应用
用生物法处理废水时，重金属离子对活性污泥中的微生物菌群常会产生抑制或毒害作用，因此，在用生物法处理含重金属离子的废水时须进行预处理。当前，常用氢氧化物沉淀法除去废水中的重金属离子，但其沉淀效率受氢氧化物溶解度的限制，应用效果不甚理想;浮选法用于废水预处理时又常因所用浮选捕收剂在其后续处理过程中难降解(如化学合成表面活性剂十二烷基磺酸钠)，易产生二次污染而受限制，因此，有必要开发易生物降解、对环境无毒害的替代品，而生物表面活性剂恰好具有这一优势。但是，国内外对这一方面的应用研究很少，直到最近才有报道。
4.2 在生物修复中的应用
在利用微生物催化降解有机污染物，从而修复被污染环境的过程中，由于所使用的生物表面活性剂可以直接使用发酵液，能节省表面活性剂的分
离提取和产品纯化成本，因此，生物表面活性剂在现场生物修复有机污染场地的应用潜力很大。国外对生物修复的研究大约起始于20世纪80年代初期，至今已有大量成功的工程实例。如Harvey等[11]将铜绿假单胞菌生产的海藻糖脂，加入Exxon Valdez号油轮在阿拉斯加威廉王子海湾造成的原油泄漏污染的海水中，大大提高了原油的降解速度。这也是目前为止规模最大的实际应用中最成功的现场生物修复。而在国内还未见有将生物表面活性剂成功用于环境污染物治理方面的报道。
5、展 望
目前，生物表面活性剂只有少数产品走向市场，大多数品种处于实验研究阶段，还没有进行大规模的工业化生产，这主要是由于它的生产成本较高。据估计生物表面活性剂是化学生物表面活性剂成本的3～10倍。为了开发生物表面活性剂的应用潜力，降低其生产成本是当前研究开发的热点和主要目标。决定生物表面活性剂生产成本的主要因素有原料、发酵工艺和下游技术等。因此解决问题的途径有如下三种：(1)通过选育高产菌株、构建基因工程高产菌;发展快速检测表面活性剂高产菌株并评价其潜力的方法;(2)找到廉价发酵原料、改进发酵工艺、用先进的下游技术等方法提高生物表面活性剂的发酵产率和提取得率，从而大大降低它的生产成本;(3)利用生物表面活性剂的特殊性，开发出它的二次产品，提高其附加值。如用于化妆品、食品、制药等行业。
6、结束语
生物表面活性剂是最近发展起来的一类新型表面活性剂，它具有降低表面张力的作用，对环境无毒害，且生物降解性能好，属于天然添加剂。除了在石油工业和环境工程等一些特殊领域受到重视外，随着生物技术和相关技术手段的快速发展，生物表面活性剂的价格将逐步降到消费者可以接受的水平，越来越广泛地应用在食品工业、精细化工、医疗卫生等行业，与我们的日常生活密切相关。生物表面活性剂及其应用研究将有广阔的发展前景。