聚乙烯醇(PVA)固定化微生物技术对生活污水的处理研究

（揭阳市榕祥环保工程有限公司，广东 揭阳 522000）

摘 要：聚乙烯醇在生物活性高分子研究中的作用日趋重要，把聚乙烯醇应用于生活污水处理，可以有效地提高水资源利用率。本文就聚乙烯醇固定化微生物技术载体制备、改性及其在生活污水中的应用分析。

关键词：聚乙烯醇;固化微生物;生活污水

0 概述

随着工业化、城市化进程的加快，越来越严重的生水污水给环境带来的污染对人类的可持续发展带来了严峻挑战，探讨新型高效的废水处理工艺成为可持续发展的现实需要。聚乙烯醇被认为是酶及微生物的有效固定载体，这一载体具有无毒、价格低廉、抗微生物分解和较高的机械性强度等优点而备受欢迎。聚乙烯醇固定化微生物处理生活污水需要制备良好的聚乙烯醇作为载体，进而实现生活污水的预期处理效果。

1 PVA载体制备原理及方法

水溶性PVA材料改性及制备PVA的载体是通过交联法获取的，根据交联方法的不同，可以将PVA载体的制备方法分为物理交联、化学交联、辐射交联三种方法。其中，辐射交联法在交联过程中容易产生杀菌和诱变作用，对于微生物载体的制备不利。因此，实际运用中较少应用辐射交联，一般会运用物理交联和化学交联方式制备PVA载体。

（1）物理交联。PVA物理交联的方法是冷冻解冻法，这一方法获取的PVA载体具有开孔率高、含水率大等优势。物理交联法凝胶成型是利用PVA链间的分子间氢键和分子内氢键、微晶区以及大分子链间的缠结，最终形成了三维网络，增强PVA溶液与微生物的融合性。对于冷冻解冻法的应用，主要是将聚乙烯醇溶液放置在-20℃～-80℃低温和室温下反复进行冷冻――解冻，促使聚乙烯醇材料内部形成微晶区作为物理交联点。物理交联法对微生物活性影响不大，不需要采用化学交联试剂，但通过物理交联法所取得的PVA制备载体具有较大的水溶性，但稳定性不好。

（2）化学交联。化学交联法比PVA物理交联法更为有效，能够使材料的机械性强度高，弹性好，使命也更长，这对于提高聚乙烯醇固定化微生物技术应用性有很大作用。其原理是由PVA的烃基与多官能团物质反应而形成交联结构的过程。化学交联法制备PVA载体中最常使用的是PVA-硼酸法，这种方法的原理是PVA与硼酸发生反应生成单二醇型键，生成单二醇型键之后通过共价交联形成多孔凝胶并将微生物细胞包埋在凝胶网格中，最终获得PVA水凝胶（如图1）。然而，在利用化学交联法来获得聚乙烯醇载体，会使硼酸对某些微生物有毒害的作用，降低了残余细胞的活性，另外，由于载体的硬化时间长，容易在制备过程中发生粘连膨胀，难以成为均匀的球体，在使用的过程中应当慎重考虑这一点。但PVA―硼酸法是制备聚乙烯醇载体的一种非常有效的化学交联法，值得在现实应用中广泛推广。

2 PVA固定化微生物技术对生活污水的处理研究

加强生活污水处理是解决水污染问题中的重要部分之一。相对于难降解、浓度高、含有重金属的废水来说，生活污水还是比较容易处理的。现实中会经常运用PVA固定化微生物技术处理生活污水。

（1）污染物降解处理。使用PVA固定化微生物技术来处理生活污水，其原理是对活性污泥予以有效的处理，先让生活污水变得清澈、干净。在对生活污水中污染物降解处理过程中，所采用的处理方法主要是PVA-硼酸法，待污染物固定化后，活性污泥对温度和pH值的适应范围变宽，并在优选条件下连续运行，尽可能的被去除，实现污水处理效果。聚乙烯醇-硼酸法处理生活污水的主要内容是以聚乙烯醇（PVA）为包埋材料，以含2%的饱和硼酸作为交联剂，采用包埋和交联联合应用的微生物固定化方法固定驯化后的活性污泥，以网格塑料片作为支撑体，制备成固定化生物膜。生物膜活性恢复后，组装固定化微生物反应器，对生活污水进行处理。聚乙烯醇固定化微生物技术的有效应用可以对生活污水予以有效的处理，促使生活污水可以再次被应用，这将大大提高水资源利用率，缓解日益匮乏的水资源，为促进我国实现可持续发展创造条件。

（2）含氮生活污水的处理。利用PVA固化微生物技术处理含氮生活废水，能够有效提升处理效果。在含氮废水处理方面，PVA固定化微生物技术可以同时固定自养好氧的硝化菌和异养厌氧的反硝化菌，通过载体内部的溶解氧梯度形成外部好氧内部厌氧的环境，实现在好氧反应器内的同时硝化反硝化脱氮，促使含氮废水得到有效处理。

3 结语

PVA固定化微生物技术能够有效处理生活污水，该技术具有无毒、价廉、抗微生物分解、机械强度高等优点，使其适合应用于生活污水处理中。在对生活污水予以处理的过程中所应用的聚乙烯醇固定化微生物技术，根据生活污水污染物情况，科学合理的应用此技术来处理，充分发挥聚乙烯醇载体的作用，提升生活污水处理效果，实现水资源利用率的提高，为实现我国可持续发展创造条件。

参考文献：

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作者简介：杨云（1972-），男，广东汕头人，大专，助理工程师，主要从事：环境保护研究。