固定化微生物技术在强化降解废水有毒物质过程中的研究与应用

环境保护!!·#!$%!工程与技术固定化微生物技术在强化降解废水有毒物质过程中的研究与应用!#$%&’()’*$+$,&-.*-%)//-01-2&%3$/,)4$,)*4&,#566-7&8&9)+:&%*-7)1)%#&;<)罗建中张新霞洪建军乔庆霞!广东工业大学环境科学与工程学院，广州#$$%$&摘要本文分析评价了固定化微生物技术强化废水中有毒物质降解过程的应用研究进展。该技术可以克服常规微生物处理中的污泥膨胀现象，污染物降解效率高，抗逆性、抗毒性和耐负荷冲击能力强，对于处理含毒重金属离子废水、废水脱色、降解含氰含酚等含毒有机废水、除磷除氮均有很广阔的应用前景。关键词固定化微生物技术重金属废水处理有毒废水降解废水脱色除氮除磷=前言固定化微生物技术是国际上从#世纪$#年代后期开始迅速发展的一项新技术，包括固定化酶技术和固定化微生物技术。%#年代后，固定化微生物技术才直接从固定化酶技术发展而来。固定化微生物技术是用化学或物理的手段将游离微生物定位于限定的空间领域，并使其保持活性，反复利用的方法。固定化微生物有微生物密度高，反应速度快，耐毒害能力强，微生物流失少，产物分离容易，污水设备小型化，剩余污泥少等优点。%#年代后期，由于水污染问题日趋严重，迫切要开发高效废水处理新技术。利用固定化微生物技术，可将选择性地筛选出的优势菌种加以固定，构成一种高效、快速、能连续处理的废水处理系统，同时还可以免除污泥处理的二次污染。近年来，固定化微生物废水处理新技术成为各国学者研究的热点。本文主要论述近年来固定化微生物技术在强化降解废水有毒物质过程中的应用现状和发展前景。>固定化微生物的制备方法固定化方法按照固定载体与作用方式不同，可分为&种类型：吸附法’载体结合法(、包埋法、交联法’架桥法(和共价键结合法)*+。吸附法通过物理吸附、化学或离子结合的方法，将微生物固定在载体上。该方法操作简单，对微生物活性影响小，但所能固定的微生物数量有限。废水处理中的生物膜法是其代表性例子。包埋法是使微生物扩散进入多孔性载体内部，或利用高聚物在形成凝胶时将微生物包埋在其内部。该法操作简单，对微生物活性影响小，制作的固定化微生物球的强度高，是目前研究最广泛的固定化方法。包埋法又可分为高分子合成包埋、离子网络包埋及沉淀包埋。交联法是利用两个功能团以上的试剂，直接与微生物表面的反应基团如氨基、烃基等进行交联，形成共价键来固定微生物。此法和共价键结合法都因化学反应条件剧烈，对微生物活性影响大，故不常使用。集!交联固定法是使用凝聚剂将菌体微生物形成微生物聚集体，再利用双功能或多功能交联剂与微生物表面的活性基团发生反应，使微生物彼此交联形成稳定的立体网状结构。这样，高效菌体不易流失，生物浓度高，而使处理效果提高。?载体的选择固定化微生物载体主要可分为两大类。一类是天然高分子凝胶载体，如琼脂、角叉莱胶、海藻酸钙等；另一类是有机合成高分子凝胶载体，如聚丙烯酰铵’简称,-,.(凝胶、聚乙烯醇’简称/0,(凝胶、光硬化树脂、聚丙烯酸凝胶等。黄霞)+对常用的固定化载体的性能作了比较，见表*。@固定化微生物技术的研究与应用@A=废水中重金属离子的去除严国安)1+利用褐藻酸钙包埋固定普通小球藻，对人工配制的含汞污水进行静态净化实验。结果表明，固定藻对汞的去除明显高于悬浮藻，如表所示。234536786)&+等认为固定化小球藻对汞的去除效率中，藻体的去除作用占%#9，藻类代谢注：!基质为葡萄糖；有效系数:固定化微生物的氧利用速度’;<=>?(@*##>将固定化微生物破碎时和氧利用速度’;<=>?(表=各种固定化微生物载体的性能比较性能压缩强度>’5<>A;(耐曝气强度扩散系数’@*#!$A;>7(有效系数耐生物分解性对生物毒性固定的难易成本琼脂#BC差>%C差无易便宜海藻酸钙#BD一般$BD’1#E($D较差无易较便宜角叉莱胶#BD一般1B%1’CE(CD较差无易贵,-,.*B&好CB&&F$B$%’$#F%CE($#好较强难贵/0,!硼酸B%C好1B&’CE(>好一般较易便宜&’()’**+)’(,’-.*/0’121(3环境保护!!·#!$#!工程与技术活动引起汞的挥发约占#$%最高可达&#$’，载体凝胶吸附占(#$。徐容等)*+研究了固定化产黄青霉废菌体对,-.的吸附与脱附平衡的结果表明，固定化产黄青霉废菌颗粒对,-.的吸附受/0的影响较大，在/0值为1*时，吸附量随/0值的增大而呈线性增加”在/0值大于*以后，逐渐趋于最大值，固定化产黄青霉废菌颗粒吸附,-.的最佳/0值为*1*2*。温度对吸附的影响不大，表明固定化废菌颗粒对,-.的吸附可能与离子交换有关。,-.初浓度与吸附剂量之比对吸附的影响很大，随比值的增加，吸附量增大，所以吸附液的最初浓度不宜太大。徐容还选择了硝酸、硝酸铵、