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1、固定化技术在废水处理中应用 摘要：固定化微生物技术由于处理负荷大及其高效率已成为污水处理领域的研究热点，包埋法是固定微生物最常用技术。在普通生物法难降解的染料废水、含酚废水、含芳香烃废水处理中，固定微生物技术取得了良好的处理效果。微生物固定化技术不断发展，研究者已研发出无载体固定化细胞、超微载体固定化等技术。随着微生物固定化技术的研发进步，在污水处理领域的应用必将不断扩大。关键词：载体、微生物、固定化技术中图分类号：Q93文献标识码：A文章编号：前言固定化技术是指通过采用化学或物理的方法将游离微生物或
2、酶定位于限定的空间区域内,使其保持活性并可反复使用,它包括固定化酶和固定化微生物。废水生物处理是利用处理设施中的微生物，将废水中各种污染物加以代谢、分解从而净化水体。固定化微生物技术可将筛选出的优势菌种或微生物加以固定，从而构成一个高效的废水处理系统，具有反应速度快、处埋负荷大、效率与稳定性高、耐冲击能力强、污泥产量低、便于连续化和自动控制等，因此很快成为研究的热点。1载体的种类和固定化方法71.1载体不同的固定化方法对固定化载体有不同的要求。固定化技术所采用载体的物理化学性质直接影响所固定细胞的生物活
3、性和体系传质性能。因选择一种对细胞无毒、传质效应好、性能稳定、耐用、价格低廉的固定化载体,是固定化技术能否投入实用的关键。常用的载体包括：（1）无机载体，如活性炭、多孔玻璃、石英砂、氧化铝、硅胶、硅藻土、高岭土、沸石等；（2）有机载体主要是一些天然的和合成的高分子凝胶，如琼脂、海藻酸钙、角叉莱胶、聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、淀粉、聚氨酯、光硬化树脂、含氨基离子交换树脂、纤维素等。1.2固定化方法在提取了需要的酶或筛选、培养和驯化了对污染物分解能力强的特定的微生物和选择了合适的载体以后，便可以制备固定化酶或固定
4、化微生物。载体偶联法是固定化酶研究的最多的方法。此外还包括吸附法、交联法、包埋法、共价结合法。固定化微生物应用最多的方法是包埋法，此外还包括吸附法、共价结合法和交联法。因此，酶和微生物的固定化方法基本相似。2固定化技术在废水处理中的应用2.1固定化微生物的应用7十几年来各国学者对固定化微生物进行了大量研究，主要涉及：一般高浓度有机废水的处理；特种有机废水、难降解有机废水如合成洗涤剂废水、印染废水、农药废水等的处理；含氰废水的降解；废水硝化脱氮的研究等等。(1)染料废水近年来，随着各种廉价固定化方法的兴起
5、，单一菌株和混合菌株的固定技术在染料废水的生物处理领域中有着更广泛的应用。当然，生物法处理染料废水也有明显的缺点，微生物对营养物质、温度等条件有一定的要求，且染料废水水质波动大、染料种类多、毒性高等特点，微生物很难适应。同时，生物法占地面积大、管理复杂，对某些染料废水微生物虽经驯化后，仍对COD和色度的去除率底，出水很难达标。高效菌种的筛选和固定化将是今后研究的重点。(2)难降解有机废水7①含酚废水。日本学者桥本奖对合成酚废水进行了连续处理,并且对固定后的酚降解菌的净化机理进行了研究:发现在完全混合曝气
6、条件下的连续处理中,进水酚浓度从100mg/L逐渐上升到1000mg/L,出水水质良好,只有当酚的浓度高于3500mg/L时,出水酚浓度才开始上升。国内元英进以卡拉胶为载体包埋热带假丝酵母菌,认为固定化微生物细胞处理含酚废水的容积负荷比传统活性污泥曝气池的高3.5倍。周定所做的连续处理实验表明:热带假丝酵母菌经海藻酸钙包埋后,进水酚的浓度为300.00mg/L时,出水酚的浓度低于0.50mg/L,与悬浮生物法相比容积负荷可提高1倍以上,而污泥产量则减少90%。②含芳香烃废水。Wiesel等利用固定化混合
7、菌群降解多环芳烃。试验结果表明:固定化微生物细胞能利用这些物质进行生长并使之完全降解。固定化微生物细胞分别在培养1d、2d和15d后,酚、萘和菲均能被彻底降解。与游离细胞相比,固定化微生物细胞表现出生长稳定,具有较强的降解能力的优点。(3)重金属废水用微生物作吸附剂处理低浓度废水效果较好,但微生物细胞太小,与水溶液的分离较难,易造成二次污染。而固定化技术处理废水,处理效率高、稳定性强、固液分离效果好,可将金属脱附回收、重新利用。徐容等研究了用固定化产黄青霉废菌颗粒吸附Pb,其最佳PH值为5～5.5,温度
8、对吸附的影响不大,而Pb初浓度与吸附剂量之比对吸附的影响很大,EDTA是洗脱固定化产黄青霉废菌体上所吸附的最佳脱附剂。固定化微生物细胞技术处理低浓度的甲醇废水具有先进、合理、易行的特点。又可以使废水回用。采用固定化微生物细胞技术处理低浓度甲醇废水将为众多的企业带来巨大的经济效益、社会效益和环境效益。3固定化技术的最新方法73.1无载体固定化利用某些微生物细胞具有自絮凝形成颗粒的能力作为一种细胞固定化的方法,是细胞固定化技术中的全新概念。与载
