固定化微生物技术在环境工程中的应用

1固定化微生物技术在环境工程中的应用

1.1固定化微生物在废水处理中的运用

一般来说，在针对废水处理的过程中，可以应用的固定化微生物技术主要包括两种，一种是活性污泥法，另外一种就是生物膜法。而微生物主要是分布在菌胶团上，同时在一些固定的物质是能够也有一定的分布。而微生物这样的分布方法，并不是靠人工完成的，而是自然形成的。在1980年，人们开始进行人工固定化微生物的研究，将微生物固定在特定的空间网络中，减少菌体的脱落现象，使得微生物可以长期的固定在一个载体上，并且保持较高的浓度。同时，在保障微生物固定化的基础上，合理的利用微生物中所具有的活性物质以及絮状物质等来进行废水的处理，使得废水可以得到有效的净化。我国的相关专家针对废水处理中，固定化微生物的应用进行了深入的研究。宋雪等相关的研究人员主要利用活性炭来作为酵母，将其混入到菌群中，在低氧状态下以及好氧状态下对菌群的变化情况进行观察，从观察的结果可以看出，在废水处理中应用固定化的微生物，会使得废水中存在的有机物质得到有效的降解和转化，提升废水处理的效果和质量。除了我国对固定化微生物在废水处理中的应用进行了深入的研究之外，国外的一些专家也针对这项内容进行了深入的研究。Vanotti等相关的研究人员合理的利用PVA冷冻法来对硝化污泥进行了固定化实验，从实现中可以看出，利用该冷冻方法，可以使得硝化污泥能够有效的固定在聚乙烯醇小球上，这样就可以利用这种方法来对一些养殖业的废水进行处理。从研究观察中可以了解到，在固定时间为4h的时候，则硝化污泥的有效率可以达到567mg/1.d。而在好氧的状态下，如果硝化污泥能够达到一种稳定的状态，那么CODcr就可以有效的实现对污泥的硝化处理，硝化的有效率可以达到70%以上。这样的固定化微生物方法，在实际的应用中，不仅可以有效的提升微生物固定化的效果，也可以使得相应的负荷冲击减轻，使得微生物的固定时间保持在规定的范围内。

1.2固定化微生物净化大气的研究现状

国内从20世纪90年代才开始，研究固定化微生物净化大气，目前仅有同济大学、昆明理工大学等少数机构在研究。同济大学的马红采用固定床反应器，以海藻酸钠包埋活性污泥进行含NH3臭气处理，气相NH3去除率大于92%，硝化速度大于0.63gN/kg固定化湿颗粒#d。硝化速度最高可达2.93gN/kg固定化湿颗粒#d。同济大学的邵立明等采用海酸钠包埋，CaCl2胶联法，利用滴滤塔反应器净化含H2S气体，最大有效处理H2S的体积负荷可达6000-6500g/(m3#d)，净化效率保持在87%以上，袁志文等采用固定化微生物处理含甲硫醇恶臭气体，颗粒填充床生物脱臭塔运行试验表明：在空塔停留时间不大于13s时，对低浓度甲硫醇气体(<.2.9mg/m3)的去除率在99.0%以上，对高浓度甲硫醇气体(>2.4mg/m3)去除率在99.0%以上，当空塔停留时间减少到6.5s时，对低浓度甲硫醇气体的去除率仍可维持在80.0%，脱臭塔对由于浓度和进气量升高造成的冲击负荷具有较强的缓冲能力。

2固定化微生物技术特点和研究方向

2.1固定化微生物技术的应用特点

首先，在环境工程中，固定化微生物技术在应用的过程中，能够有效的将微生物的浓度进行有效的提升，也可以使得微生物中存在的活性物质得到有效的增加。利用固定化微生物技术来对废水实施有效的处理，可以使得水质得到极大的改善。其次，固定化微生物技术可以有效的进行生物育种，利用生物育种，可以使得一些较难区分的微生物以及污染物有效的区分开来。再次，微生物在进行固定化处理后，微生物本身所具有的抗毒性会得到明显的提高，有效的防止了病毒对微生物的侵害。最后，微生物在固定化反应的过程中，所需要的反应容器也相对较小，这样就可以有效的达到节省空间的目的。

2.2固定化微生物技术的未来研究方向

固定化微生物技术在环境工程中的前景是不可估量的，但目前此类技术还存在许多问题有待于研究，相应地就形成了今后一段时间里固定化技术的研究方向。(1)载体是固定化技术的重要组成部分，而目前载体价格仍然令人难以承受。而且一般固定化微生物半衰期较长的也仅能达到100多天，实际运行要频繁更换载体，显然既不经济，运行管理也麻烦。因此进一步开发新型性能优良的固定化载体，对固定化技术的发展至关重要；(2)对固定化细胞的稳定性问题尚缺乏研究，提高固定化细胞的稳定性、改善固定化技术处理效果及使用性能也是今后的一个研究重点；(3)实际污染物是一个十分复杂的混合体系，用单一菌种处理一般很难达到要求，因此对于复杂的污染物体系，是采用混合菌还是单一高效菌分级处理，有待于进一步研究；(4)固定化技术目前应用的范围比较小，如何把基因工程菌和固定化技术结合起来，拓宽可处理污染物的种类，从而使固定化技术可以广泛地运用于工业污水、生活废水处理，应是今后研究的重点；(5)固定化颗粒的相对密度是影响处理效果的一个不可忽略的因素，如何改善和调节固定化微生物颗粒的相对密度也有待于进一步研究。

3结论

综上所述，在目前的环境工程中，固定化微生物技术有着广泛的应用效果，随着固定化微生物技术在环境工程中的应用，在一定程度上改善了环境，使得环境污染得到了有效的治理，同时，固定化微生物技术的应用，也在一定程度上使得环境工程得到了更好的发展。虽然这一技术在实际的应用中还具有一定的弊端，但是只要明确其发展的方向，对其进行有效的改善和创新，就能够使得其在环境工程的建设中发挥出更加积极的作用，从而实现环境工程的高效建设。

作者：刘玉龙 单位：哈尔滨绿怡工程评价与检测有限责任公司