固定化微生物技术在印染废水处理中的应用

卢建昌

【摘 要】纺织印染废水是中国最主要的工业废水污染源之一，因其废水中含有大量难降解物质，一直以来都是工业污水治理的难点。而固定化微生物技术具有的高效、稳定、适应性强等特点，使其在印染废水处理中具有重要的作用。论文介绍了固定化微生物技术原理及其在印染废水处理的研究进展。

【Abstract】Textile printing and dyeing wastewater is one of the most important sources of industrial wastewater pollution in China. Because the wastewater contains a large number of refractory substances， it has been a difficult point in industrial wastewater treatment. The immobilized microorganism technology has many advantages， such as high efficiency， stability， adaptability and so on， and these characters makes it played an important role in the treatment of printing and dyeing wastewater. This paper introduces the principle of immobilized microorganism technology and its research progress in the treatment of printing and dyeing.

【關键词】固定化微生物技术；印染废水；应用

【Keywords】immobilized microorganism technology； dyeing wastewater treatment； application

【中图分类号】R139+.1 【文献标志码】A 【文章编号】1673-1069（2017）04-0142-02

1 固定化微生物技术的发展和意义

纺织染整工业作为我国传统的支柱产业之一，为我国的国民经济发展做出了重要的贡献，同时也带来严重环境污染问题。据不完全统计，我国纺织染整工业每天产生的废水量约为每天排放量为3×106～4×106m3。随着纺织染整工业的高速发展，一方面废水的产生量也在逐年增加，另一方面由于新工艺、新技术及染料助剂的更新等，印染废水的水质变得越发复杂，增加了其处理难度。以目前印染废水的处理方法来看，可以分为两个大类，一类是物理化学方法，另一类是生物方法，其中以生化方式为主。

固定化微生物技术自20世纪60年代产生以来，以其具有的高效、稳定、耐毒性等特点受到各方研究人员青睐，从国内外的研究表明，固定化微生物技术已被运用于环境修复、食品工业、化学分析、能源开发、医学和制药等多种领域。其中，固定化微生物技术在污水处理中已由实验阶段向工程应用方面发展。国内外研究固定化微生物技术对于印染废水的作用，通过不断培养合适的菌种，组成高效的废水处理系统，实践证明，这种处理方法的效果是比较好的，具有非常广阔的市场前景。

2 微生物的固定化方法

固定化微生物技术关键在于微生物的固定，而微生物的固定化方法种类很多，可以根据微生物细胞和载体的作用力作用形式等因素对方法进行分类：

2.1 吸附法

吸附法是一种十分常见的微生物固定化方法，与此同时，吸附法又常常被我们称之为载体结合法，在此种方法之中，需要用到多孔载体，然后利用这个载体本身的吸附作用来修复微生物细胞，吸附法的重要优点就是对于细胞活性的影响比较小，基本上不会造成细胞的抵抗反应，反应过程比较温和，而且操作步骤很简单，操作思路很明了。缺点就是当受到的负荷比较大时，载体就会发生破坏，而且固定的细胞是有一定的数量限制的。董新姣利用丝瓜穰的网状结构来进行了微生物固定化研究，实验证明，是瓜瓤的网状结构，能够很好地固定化菌体，当pH值为6的时候，对于颜色颗粒的吸附能力是最强的。

2.2 包埋法

除了吸附法之外，包埋法也是一个十分常见的微生物固定化方法，其主要原理就是把微生物细胞放置在多孔的网络空间中，这个网络空间是不溶于水的，也应当是多聚体化合物，因而可以通过聚合作用而让细胞汇集，把细胞固定住。与此同时，多聚体化合物的网络是十分致密的，这不但能够防止细胞发生泄漏，而且能够让底物进行一定程度的渗出，让那些不想要的产物扩散出来，得到浓度更高的目标产物。包埋法的操作是比较简单的，因而制作效率比较高，除此之外，通过包埋法制作出来的固定化细胞球体强度更高。刘志培等人探索了聚乙烯醇对于固定混合细胞的作用，并把其运用到了印染废水脱色的研究之中，实践结果表明，聚乙烯醇具有很好的应用价值，当温度在30℃左右，pH值在7左右的时候，具有非常高的脱色效率，可以被投入到工业使用之中。

2.3 交联法

交联法是一种化学方法，通过一定的形式让微生物细胞与交联剂进行结合，从而达到固定化的效果。交联法的应用并不是很广泛，主要是因为此种方法所耗费的资金比较多，包括交联溶剂以及交联操作的实验设备等，而这些设备都是十分昂贵的。

2.4 自固定化法

在自固定法中，没有用到载体，因此，这种固定方法又被称为无载体固定化法，当颗粒形成的时候，微生物的周围会形成相应的小型生态系统，有利于微生物的生存和代谢，这种协调发展能有助于微生物的信息传递，细胞颗粒的整体活性就会提高很多。最重要的是，这种自固定化法是比较简单的，非常容易进行操作，因而得到了广大工程技术人员的青睐。[1]

3 在印染废水处理中的应用

固定化微生物技术在印染废水处理中得到了较为广泛的应用，在传统的印染污水处理过程中，我们通常采用悬浮生物方法，然而这种方法的操作效率并不是很高，菌种并不能得到足够的纯化。当我们采用固定化微生物技术之后，不但菌种的纯化度提高了，而且菌种的工作效率大大提升，污泥的产量也有所降低，固体与液体的分离效果十分明显，正是由于固定化微生物技术的巨大优势，我们把这项技术广泛运用在了废水处理中，充分运用生物技术来美化环境。在实际的工业生产中，印染废水是五颜六色的，而且颜色的浓度比较大，因此这些印染废水是达不到排放标准的，这时候，通过采用固定化微生物技术，我们可以用一些混合脱色细菌对废水进行处理，从而消除印染废水的颜色，大大降低有害物质含量。实践证明，此种方法对于废水的脱色率可以达到85%，是一种十分可靠的方法。[2]

固定化微生物技术有非常大的优点，并且在印染废水处理行业中得到了广泛的应用，但是其应用水平并不是很高，有很多时候，此种技术与实际工作并不能很好地契合，要想加强固定化微生物技术在废水处理中的应用水平，我们还需要加强以下几个方面的研究工作：

首先，优势微生物细菌的培养。在目前的废水处理工作中，我们已经发现了大量的可以用于降解印染废水的生物菌种，但是存在的这些菌种数量是远远不够的。印染废水的种类非常之多，因此所需要的降解菌种也非常多，只有不断开发和培养新的微生物细菌，才能够让印染污水的处理更加顺畅。这些优势菌种不但要能够在常温中很好地生存，而且需要适应低温环境和高温环境，从而满足各种处理条件的需要。

其次，固定化载体的开发与改进。虽然说我们已经开发了很多固定化载体，但是很多载体还仍然存在着容易坍塌、容易堵塞的问题，而且很多载体的制作成本比较高，这在很大程度上阻碍了载体的运用，因此，开发出更加便宜和性能稳定的固定化载体，是一项任重而道远的任务。

固定化微生物反应器的研究也是一个重要环节，只有构建好高效的反应器，才能够让反应更加彻底，从而高效的去除掉废水中的颜色，有效净化污水。因此，我们应当研究透彻印染废水的特性，并有针对性地探索固定化微生物反应器的工作方法，不断优化和筛选，从而充分提高固定化微生物反应器的工作效率。

总而言之，固定化微生物技术对于印染废水处理工作具有重要意义，相关的工程技术人员必须要不断探索新技术和新材料，并在具体的工作实践之中不断改进工作思路、改善工作方法，为印染污水处理行业的进步而不断努力。

【参考文献】

【1】李端林，卢徐节.固定化微生物技术在印染废水处理中的应用[J].江汉大学学报（自然科學版），2013（01）：51-54.

【2】杨雪芬，赵旭德.固定化微生物技术在印染废水处理方面的研究进展[J]. 污染防治技术，2011（01）：47-49.