针对传统生物处理技术的不足和缺点,近几年,人 们采用微生物固定化技术。微生物固定化技术是利用 化学或物理手段将游离的细胞定位于限定的空间区 域,并使之不悬浮于水仍保持生物活性、可反复利用的 方法。微生物固定化技术与其它环境治理技术相 比,具有以下特点:(1)微生物固定化可以保持反应器 内微生物的高浓度和高活性,有助于提高污染物的处 理负荷和去除效率;(2)污泥产量低,减轻了后续污泥 处置的负担;(3)微生物固定化利于沉淀过程的泥水分 离;(4)微生物固定化对有毒物质的承受能力强,稳定 性好。在废水生物治理领域中具有独特的优势和巨大 的潜力。
微生物固定化的方法
微生物固定化方法分为吸附法、包埋法、包络法、 共价结合法和交联法。
(1)吸附法
吸附法分为物理吸附和离子吸附。物理吸附所使 用的吸附剂有硅胶、活性炭、多孔玻璃、碎石、焦炭、硅 藻土等。离子交换剂有DEAE一纤维素、CM-纤维素 等。
(2)包埋法
包埋法是将微生物菌体包埋在半透性的聚合物凝 胶或膜中,小分子的底物和产物可以自由出入,而微生 物却不会漏出。常用的包埋法固定微生物的载体材料 有天然高分子多糖,如海藻酸钙凝胶和卡拉胶及聚乙 烯醇(PVA)、聚丙烯酰胺等有机合成高分子材料。
(3)包络法
包络法可增大微生物的聚集密度并提高生物粒子 承受水力负荷的能力。
(4)共价结合法
共价结合法固定化微生物稳定性好,不易脱落但 限制了微生物的活性,同时反应激烈,操作与控制复杂 苛刻。
(5)交联法
交联法是微生物通过与具有两个或两个以上官能 基团的试剂发生反应,使微生物菌体相互连接成网状 结构而达到固定化微生物的目的。交联剂比较昂贵, 限制了该方法的应用。
微生物固定化的发展现状
目前,微生物固定化技术及其应用研究已经涉及 到食品与发酵工业、化学合成工业、医疗诊断、环境净 化、能源开发等各个领域。
探索了采用微生物固定化技术除油的可 能性;利用活性炭为载体固定微生物处理含 油废水,结果表明,生物活性炭对污染物的去除率明显 高于颗粒活性炭,除油率和COD去除率分别提高 28.8%和10.4% ;与传统工艺中的二级气浮池相比, 水中油类、COD、挥发酚、悬浮物等主要污染物质的平 均去除效率分别提高46% 、39%、62% 、25% 。利用固定化除油菌处理含油废水,结果表明,固定化 微生物反应器比相同条件下未经固定化反应器的除油 效率提高约2O%。由此可见,微生物固定化技术在处 理油田含聚污水领域有着良好的前景。