固定化微生物技術(shù)

固定化微生物技術(shù)固定化微生物技術(shù)是用化學(xué)的或者物理的手段和方法將游離微生物限制或定位在某一特定空間范圍內(nèi)，保留其固有的催化活性，且能夠被重復(fù)和連續(xù)使用的現(xiàn)代生物工程技術(shù)。優(yōu)勢固定化微生物技術(shù)與傳統(tǒng)的懸浮生物處理法相比，有許多優(yōu)點(diǎn)。(I)微生物固定化可以保持反應(yīng)器內(nèi)微生物的高濃度和高活性，有助于提高污染物的處理負(fù)荷和去除效率；(2)采用固定化微生物技術(shù)的工藝，污泥產(chǎn)量低，減輕了后續(xù)污泥處置的負(fù)擔(dān)；(3)微生物固定化形成顆粒態(tài)，利于沉淀過程的泥水分離；(4)將具有降解某些難降解有機(jī)物特性的微生物固定化，可有效處理某些行業(yè)廢水；(5)微生物固定化對有毒物質(zhì)的承受能力強(qiáng)，穩(wěn)定性好；固定化微生物技術(shù)的分類吸附法：是基于微生物和載體之間靜電、粘附力等作用，將微生物固定在不溶性載體上形成生物膜，是物理吸附，簡單易行、條件溫和，對微生物活力影響小，應(yīng)用比較廣泛。包埋法：將微生物限定在凝膠的微小格子或微膠囊等有限空間內(nèi)，同時能讓基質(zhì)滲入和產(chǎn)物擴(kuò)散出來，而微生物卻不能動。共價結(jié)合法：是利用微生物細(xì)胞表面功能團(tuán)與固相載體表面基團(tuán)之間形成化學(xué)共價鍵相連來固定細(xì)胞。固定化微生物技術(shù)的分類介質(zhì)截留法：是利用半透膜、中空纖維膜、超濾膜等截留。將生物催化劑以可溶形式限定在一定的空間范圍內(nèi)。這種方法可以使基質(zhì)與微生物充分有效地反應(yīng)，并可選擇性地控制底物和產(chǎn)物的擴(kuò)散。無載體固定化法：是利用某些微生物具有自絮凝形成顆粒的特性，使微生物產(chǎn)生自固定，成為無載體固定化技術(shù)。載體的選擇微生物固定化的理想載體應(yīng)該具備以下特性：

(1)制作過程簡單易行。

(2)對細(xì)胞無毒害作用。

(3)傳質(zhì)性能良好。

(4)不易被微生物分解。

(5)性質(zhì)穩(wěn)定。

(6)強(qiáng)度高、壽命長。

(7)價格便宜。載體的類型(1)無機(jī)載體類(活性炭、多孔陶土、微孔玻璃等)。此類載體強(qiáng)度大、傳質(zhì)性好、對細(xì)胞無毒害、價格便宜且制備過程簡單，有較大的應(yīng)用價值。但是它們有密度大、實(shí)現(xiàn)流化的能效高、微生物吸附有限和易脫落等缺點(diǎn)。(2)天然有機(jī)載體類(海藻酸鹽、瓊脂等)。這類載體對微生物無毒害作用，傳質(zhì)性好。但是機(jī)械強(qiáng)度低，易被微生物分解。(3)人工合成有機(jī)載體類(聚丙烯酰胺(ACAM)凝膠、聚乙烯醇(PVA)凝膠等)。ACAM凝膠強(qiáng)度較高，傳質(zhì)性一般，由于丙烯酰胺單體對微生物活性有害，廢水處理中應(yīng)用并不廣泛。PVA凝膠是國內(nèi)外研究最為廣泛的一種包埋固定化載體，它具有強(qiáng)度高、化學(xué)穩(wěn)定性好、抗微生物分解性強(qiáng)、對細(xì)胞無毒且價格低廉等一系列優(yōu)點(diǎn)。因而具有很大的利用價值。固定化微生物竹炭竹炭是一種多功能的環(huán)境友好材料。近年來,運(yùn)用竹炭對廢水中的污染物進(jìn)行吸附凈化逐漸成為新的研究熱點(diǎn)。固定化微生物竹炭既保留了竹炭對水體中污染物的吸附性能,又可以充分發(fā)揮高效微生物的降解作用。固定化微生物制備流程①空氣泵;②廢水池;③曝氣頭;④恒流水泵;⑤流量計(jì);⑥接觸塔;⑦凈化后出水固定化微生物竹炭接觸塔裝置示意圖對氨氮的去除效果固定化后微生物能力的提高(1)固定化載體對細(xì)胞起一種保護(hù)作用，固定化載體對有機(jī)污染物的擴(kuò)散會產(chǎn)生阻礙作用，使得細(xì)胞表面的實(shí)際污染物濃度降低，毒性減??；(2)細(xì)胞經(jīng)固定化后，在載體與細(xì)胞之間建立了某種物理或化學(xué)聯(lián)系，增加了細(xì)胞膜的穩(wěn)定性；(3)固定化細(xì)胞所處的微環(huán)境與游離細(xì)胞不同，這種微環(huán)境的變化可能會引起細(xì)胞的形態(tài)結(jié)構(gòu)、生理特性及代謝活性的改變。固定化微生物技術(shù)的發(fā)展趨勢

固定化微生物雖然具有很多優(yōu)點(diǎn)，并且在各類廢水中表現(xiàn)出了較大的優(yōu)越性，但要廣泛地應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中，仍有許多問題需要解決。固定化操作系統(tǒng)的研究如何能得到固定化細(xì)胞的最佳活性，在固定化操作過程中有諸多影響因素。高效反應(yīng)器的研究使固定化微生物處于良好的微環(huán)境中，同時利用微生物與基質(zhì)良好的接觸，促進(jìn)對污染物的降解。與其他處理方法相結(jié)合的研究使各技術(shù)發(fā)揮出各自的優(yōu)勢以達(dá)到最佳處理效果。固定化對象的研究對于不同的廢水應(yīng)采用何種微生物固定化處理，是單一菌種作用還是能發(fā)揮多種細(xì)菌共同作用。尋找性能穩(wěn)定、強(qiáng)度高、壽命長、價格低的固定化載體。參考文獻(xiàn)[1]馬明娟，陳冬．固定化微生物技術(shù)在廢水處理中的研究與應(yīng)用[J]．江西農(nóng)業(yè)學(xué)報，2007，19(7)：117—120[2]郭雪琳，王成端．固定化微生物技術(shù)在廢水處理中的應(yīng)用[J]．廣東化工，2007，34(8)：67—69[3]肖亦，鐘飛，潘獻(xiàn)曉．固定化微生物技術(shù)在廢水處理中的應(yīng)用研究進(jìn)展[J]．環(huán)境科學(xué)與管理，2009，34(6)：82—84[4]吳光前，張齊生，周培國，等．固定化微生物竹炭對廢水中主要污染物的降解效果[J]．南京林業(yè)大學(xué)學(xué)報：