生物载体的应用现状与发展_曹文平

Applicationstatusquoanddevelopmentdirectionofbio-carriersCaoWenping1，WangMian2，LiJiyuan1，WangZhenhua1（1.DepartmentofEnvironmentalEngineering，XuzhouInstituteofTechnology，Xuzhou221008，China；2.CentralofWaterManagementofLuohe，Luohe462000，China）生物载体的应用现状与发展曹文平1，王勉2，李济源1，王振华1（1.徐州工程学院环境工程系，江苏徐州221008；2.漯河市水务管理中心，河南漯河462000）［摘要］从生物膜技术的优点入手，分析了广义生物载体的定义，概述了水质净化生物法中生物载体的应用现状、生物载体开发原则及目前各类生物载体的不足之处；在此基础上提出了几种新型的生物载体，包括纳米材料生物载体、生物活体和可降解生物载体，并分析了它们作为生物载体的可行性和优点，最后指出了生物载体的开发方向和前景。［关键词］生物膜；生物载体；水质净化；活体生物载体；固定化细胞［中图分类号］X703.1［文献标识码］A［文章编号］1005-829X（2010）04-0005-04Abstract：Theadvantageofbio-filmprocessandthegeneraldefinitionofbio-carrierareanalyzed.Theapplicationstatusquoofbio-carrierstothebiologicalprocessofwaterpurification，thedevelopmentprinciplesofbio-carriersandtheshortageofvariousbio-carriersaresummarized.Basedonthese，severalnovelbio-carriers，includingnano-particlecarrier，bio-carrierbyactivatedbiologyandbiodegradablebio-carrierareputforward.Moreover，thefeasi-bilityandadvantagesofthesebio-carriersareanalyzed.Attheend，thedevelopmentdirectionandforegroundofthebio-carriersarepointedout.Keywords：bio-film；bio-carriers；waterpurification；bio-carrierbyactivatedbiology；immobilizedcells［基金项目］河南省重点科技攻关项目（082102350042）；河南省教育厅自然科学研究项目（2008B610008）自1893年第一座生物滤池试验成功以来，生物膜技术因其降解能力强、接触时间短、占地面积小以及投资少等特点得到了长足的发展与应用。活性污泥法是污水生物处理领域内使用最早、最为成熟的工艺，但是活性污泥法存在占地面积大、剩余污泥多、脱氮效果差、管理费用高、容易发生污泥膨胀和污泥容易流失等缺点。而生物膜法能克服活性污泥法的缺点，具有以下优点：（1）具有较高的生物富集度使生物降解速度更快；（2）流失的细菌数量较少；（3）可提高停留时间以增加生长速率较慢的微生物，如硝化菌等的浓度〔1〕，而且生物膜法生物链较长，耐冲击负荷能力较强。生物膜法中作为微生物载体的填料，决定了反应器内附着微生物量和内部传质效果。因此，填料的选择决定了污染物的去除效率、工程基建投资及运行管理、运行动力消耗、生产制作安装及维护管理等方面的问题〔2〕。有关研究发现，利用生物载体固定微生物不仅能大大提高微生物浓度和数量，而且能提高微生物的活性，同时有利于减小污水生物处理构筑物的容积。1生物载体的应用现状凡能为生物膜提供附着生长固定表面的材料都称为生物载体（或填料）〔3〕。生物和生物载体间的吸附速度、结合紧密度等不仅与生物特点有关，也和生物载体的特性有关。为提高生物与载体间的吸附效果、吸附速度等，培养出优势菌种很必要；但是在水处理环境因素、生物种群一定的情况下，生物载体的表面特性、孔隙结构、比表面积、材料等都对生物的吸附、载体的传质和水处理能力有非常重要的影响，故生物载体在生物膜法的发展和性能特征方面有着重要的影响和作用。生物载体的种类较多，常用的生物载体按其安装方法大致可分为固定式、悬挂式、分散式等。这些第30卷第4期2010年4月工业水处理IndustrialWaterTreatmentVol.30No.4Apr.，20105——工