固定化微生物技术及其在污水处理中的应用

摘 要：固定化微生物技术的应用在废水以及废气方面的处理优势是最明显的，相对以往各类处理手段以及传统微生物的应用更为匹配更适宜，已经得到了较为理想的推广运用。基于此，本文将对固定化微生物技术及其在污水处理中的应用进行探究。

关键词：固定化微生物技术；污水处理；应用

中图分类号：X703.1 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）36-0296-01

在当前的污水实际处理中，固定化微生物技术的运用可以借助生物吸附剂进行处理，其中比较常见的处理方法有包埋法、交联法以及吸附法，结合不同应用环境和净化需求，选择较为合理的固定化微生物处理方式，最终促使其表现出较为理想的实用性能。

1 固定化微生物技术

在进行污水处理的过程中，固定化微生物技术的应用，主要是将游离状态的生物细胞进行固化使其在一定的范围之内，对污水当中的有机杂质能够实现强力吸附。在固定化微生物技术当中，其特点为指定性，能够依据实际的污水处理需求，对固定化微生物处理的区域进行合理的选择。微生物的活性比较强，可以在污水处理过程中进行反复多次的使用，所以也具有环保与节约的特点。利用这种技术，对污水的处理过程进行了有效改善，并且在很大程度上使得污水处理的体积大大降低，不会有大量的污泥产生，使得有机杂质的降解效率也大大降低。

2 固定化微生物技术分类

2.1 包埋法

包埋法在实际应用过程中，其主要是将一些微生物菌体全部都包埋在一些具有半透性特征的聚合物凝胶或者是其他的一些膜内。小分子的底物或者是产物在这种状态下，可以自由出入其中，但微生物本身的菌体并不会出现任何的漏出现象。包埋法可以说是现阶段为止，研究最广泛的一种固定化方法，这种方法的整体应用效果也普遍比较良好。包埋法在应用时，可以结合实际情况，分为各种不同类型的包埋法，比如合成包埋法、离子网络、以及沉淀定等。这些不同类型的包埋法在应用时，要结合实际情况，这样才能够将自身的优势特点充分发挥出来，起到良好的应用效果。这种方式最大的优势特点之一就是操作起来比较简单，固定过程对微生物细胞本身的活性影响相对比较。除此之外，其高分子载体的整体密度比较低，所以很容易流动，制备成形的固定化小球机械强度比较高。但是需要注意的问题之一就是包埋材料的选择，对进出底物溶氧的扩散而言，会产生一定的阻碍影响。所以其并不适合被应用在一些大分子污染物的处理当中，在一些小分子污染物降解中应用，具有非常良好的应用效果。

2.2 吸附法

吸附法在实际应用过程中，其主要利用微生物本身具有的一些可吸附到固体物当中的能力，将微生物直接吸附到附加剂表面上，这种方法就可以将其称之为固定化方法。一般吸附法可以分为两种方式，其一是物理吸附法，而其二则是离子吸附法。物理吸附法在实际应用时，其主要是能够促使一些具有高强度吸附能力的物质，比如一些硅胶、活性炭等，将微生物直接吸附在表面，让其能够实现固定化的一种技术手段。而离子吸附法在实际应用时，其主要是将微生物解离状态下的离子键合作用充分利用起来。这样不仅有利于将其直接固定一些具有相反电荷的离子交换剂上，而且还能够保证最终的实施效果。

比较常见的一些离子交换剂包括DEAE-纤维素等。这种方法在应用时，对微生物并没有任何的毒性，同时其整体传质效果比较良好。但需注意的问题之一由于载体本身与微生物相互之间的结合力比较弱，所以可固定的生物量比较小。因此，反应体系本身的稳定性相对比较差，所以这种方法不适合长期反复使用。针对一些大分子污染物的应急修复能够起到良好的应用效果。

3 固定化微生物技术在污水处理中的具体应用

3.1 污水处理方面

污水很多是来源于工业排放，比如印刷厂、造纸厂、有色冶金等，这些污水中含有多种有机污染物和高浓度的重金属，是不容易被降解的。但是采用固化微生物技术，把微生物固化后处于一个相对封闭的区域，菌体不容易脱落，而且能够长时间保持较高的浓度，这样就能让污水的处理更加有效。在污水处理中常用的有两种固化微生物技术是：活性污泥法和生物膜法。①活性污泥法也是好氧生物处理法，在科学研究中把污水和微生物混合培养，产生活性污泥，通过对比观察菌群在低氧状态和好氧状态下的变化，得出好氧状态下能够去吸附、降解污水中的有机污染物。污染物从污水中被分离出来，有效地提高污水处理的质量。②生物膜法是在好氧状态下，把填料融入污水中，微生物会在填料表明形成生物膜，生物膜可以把污水中的污染物吸附过来，经过氧化分解，从而让污水中的有机物污染物浓度被降低。

3.2 在印染污水中的应用

印刷厂、造纸厂排出的污水中，水质不定性因素较多，污染物成分是比较复杂的，有机物污染物浓度比较高，色度深、pH值高，也是比较难处理的一种工业污水。通过固化微生物技术与固定混合脱色菌相结合，对印染污水进行处理，有着很好的效果，脱色率能够达到85%左右。

3.3 含有重金属污水中的应用

有色金属冶炼行业、电镀行业、电子行业生产中产生含重金属污水，这类污水的排放受环保部门严控，执行的排放标准比较严苛，以往单纯通过物化法的处理方式，完全不能保障污水达标排放。而在物化处理后将其浓度降至较低水平，然后通过固化微生物吸附，彻底去除，从而达标排放。吸附重金属的微生物定期排出、干化，与重金属污泥一同由具资质单位处理。

3.4 含氮生活污水中的应用

含氮污水一般来自生活，针对这种污水处理主要是需要脱氮。在利用固化微生物技术时，使用聚乙烯醇为载体，可以在较短的时间实现去除氨氮的效果。同时，还可以用竹炭为载体，把硝化菌固定在载体上，一方面可以吸附氨氮，还能达到脱氮效果。

总而言之，固定化微生物技术在污水处理中具有重要意义，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，为环保行业的进步而不断努力。

参考文献

[1]赵婷婷，许晓慧，佟新龙.固定化微生物技术在环境工程中的应用研究进展[J].区域治理，2018（7）.

[2]司徒炳溢.环境工程运用固定化微生物技术的探讨[J].环境与发展.

收稿日期：2018-11-9