固定化技术是指通过物理或者化学的手段,将游离的微生物或者酶限定在一个特 定的空间区域内,使其更广泛而有效利用的一个重要手段。固定化微生物技术目前还 是一项较新的环保技术,可以大幅度提高反应器中微生物浓度,防止微生物流失、提 高反应速率、增加微生物对毒性污染物的耐受能力,而且固液分离容易[10]。
固定化微生物可定义为“利用物理或者化学方法限制或定位在某一特定的空间范 围内,保留了其固有生物活性,能够重复和连续使用的微生物[11]。”所以根据这样的 定义,固定化微生物可以归纳为以下几类:
(1)通过吸附法固定在载体表面的微生物;
(2)用海藻酸钠等凝胶物质包埋起来的微生物;
(3)系统截留下来的微生物;
(4)絮凝状态、形成生物膜或者颗粒化的微生物。
1。4。2 微生物固定化的方法
微生物固定化的方法非常之多,主要可以分为结合法和物理分离法两类,这两类 方法根据载体和微生物结合的方式和作用力的不同还可以细分为载体结合法、交联 法、系统截留法、载体分离法,其下还可精细划分为很多方法,具体详情见图 1。1 所 示。
图 1。1 微生物固定化方法分类
Picture1。1 Microbial immobilization methods
1。4。3 固定化微生物的载体
固定化微生物的载体多不胜数,对处理的污染废水具有效果的材料都可作为固定 化载体。人工方法包埋制作的微生物固定化载体种类很多,通常所用的材料是天然高 分子材料,例如海藻酸钠、琼脂糖、卡拉胶等:人工合成高分子有机材料有聚乙烯醇、 聚丙烯酰胺等。文献综述
采用包埋法制作微生物固定化载体最关键的部分是寻找适合的固定化载体。所 以,一般用来制作固定化微生物材料的都需要满足以下几个条件:
(1)固定之后的微生物具有较高的生物活性。
(2)制作出的固定化微生物材料拥有较好的生物稳定性。
(3)制作固定化微生物材料的方法简单、价格低廉。
(4)制作的固定化微生物材料容易成型,具有较好的机械强度,方便保存。
1。4。4 固定化微生物的优势
用固定化微生物材料处理重金属污染废水相比其他处理方法有着很多优势,具体
情况如下:
(1)固定化微生物材料对重金属有很强的针对性,因为微生物的菌株是针对特 别金属筛选培育出来的,因此对这种重金属的处理效果非常显著,但对其他金属的处 理效果就不一定好。
(2)微生物的体积非常小,所以固定化微生物载体单位体积内可以附载很多很 多的微生物,从而有效提高对废水的处理效果。
(3)微生物固定化载体几乎没有毒性,用它来处理重金属废水不会产生二次污 染。
(4)特别培育的奶毒性微生物可以处理毒性废水。
(5)有较好的机械强度,不溶于水,方便处理完之后进行固液分离。
(6)制作过程相对简单,并且成本较低。
1。4。5 固定化微生物存在的问题
虽然固定化微生物材料吸附技术有着许多优势,但仍然存在的很多问题等待解 决:
(1)如何培养出具有针对性的高效降解处理能力的菌株。
(2)如何保证固定化微生物材料保存过程中仍具有较高的生物活性。
(3)如何进一步提高固定化微生物材料的处理能力。
(4)探索不同微生物之间可能发生的相互作用。
(5)如何进一步简化操作、降低成本。