固定化微生物技術(shù)在水環(huán)境治理中的應用

石 瑤，李靖一，段俊娜

（沈陽理工大學，遼寧沈陽 110159）

固定化微生物技術(shù)在水環(huán)境治理中的應用

石 瑤，李靖一，段俊娜

（沈陽理工大學，遼寧沈陽 110159）

從固定化微生物技術(shù)的概念入手，對固定化微生物技術(shù)在水環(huán)境治理中的應用進行分析和研究。

水環(huán)境治理；固定化微生物技術(shù)；應用

1 固定化微生物技術(shù)

1.1 固定化微生物技術(shù)的概念

這種技術(shù)是指，將預先選定的微生物固定在相應的載體上，以維持微生物活性為原則使得微生物發(fā)生高度密集，通過增殖作用的發(fā)生實現(xiàn)對相關待處理要素的去除。這種技術(shù)在水環(huán)境治理中的應用頻率相對較高[1]。

1.2 固定化微生物技術(shù)的應用方法

從整體角度來講，固定化微生物技術(shù)的應用方法主要包含以下幾種：

1.2.1 包埋法

從固定化微生物技術(shù)的應用經(jīng)驗可知，這種方法的應用頻率相對較高。這種方法的作用原理為：基于聚合反應、沉淀反應等作用將生物體細胞截留至凝膠聚合物的孔隙中，在固定微生物的同時，提升它的抗沖擊效果。這種方法是通過相關包埋材料的使用實現(xiàn)的，其材料類型主要包含以下幾種：第一，合成高分子化合物材料。這種材料的應用優(yōu)勢在于其化學性能極為穩(wěn)定，并且能夠有效遏制微生物發(fā)生分解作用。但應用這種包埋材料會對微生物細胞產(chǎn)生一定的損害，進而影響最終的水環(huán)境治理效果。第二，天然高分子多糖類。這種包埋材料的應用優(yōu)勢在于可以獲得較高的微生物固定密度、固化操作十分便捷。除此之外，這種包埋材料的應用可能引發(fā)微生物的大量分解，使得包埋操作失去意義。

1.2.2 吸附法

這種方法是指，利用具有吸附作用的載體，將微生物吸附在載體上，進而實現(xiàn)固定目的。

1.2.3 交聯(lián)法

這種方法是指，在不依靠載體的情況下，直接利用相應的物理方法或化學方法使得微生物的細胞轉(zhuǎn)化為交聯(lián)狀態(tài)。以物理方法為例，在培養(yǎng)微生物的過程中，可以通過pH值或者離子強度等相關培養(yǎng)參數(shù)的調(diào)控，使得微生物細胞之間產(chǎn)生絮凝，進而實現(xiàn)固定目的[2]。

2 固定化微生物技術(shù)在水環(huán)境治理中的應用

這里主要從以下幾方面入手，對固定化微生物技術(shù)在水環(huán)境治理中的應用進行分析和研究：

2.1 固定化微生物技術(shù)在含有高濃度有機物水環(huán)境中的應用

就這種水環(huán)境而言，如果利用SRT與HRT這種傳統(tǒng)技術(shù)進行處理，所得處理成品中有機物的濃度仍然較高。相比之下，固定化微生物技術(shù)的應用則可以有效避免這種問題。針對這種水環(huán)境，可以結(jié)合吸附包埋法固定住甲烷八疊球菌這種微生物，進而實現(xiàn)凈化水資源的目的。治理結(jié)果表明，應用這種固定化微生物技術(shù)之后，含有高濃度有機物水環(huán)境中的COD負荷最高值為14.6kg/（m3·d），整個處理流程結(jié)束后，原本水環(huán)境中94.11%的有機物被全部清除[3]。

2.2 固定化微生物技術(shù)在含有高濃度氮、氨水環(huán)境中的應用

就這種水環(huán)境而言，傳統(tǒng)治理工藝面臨的問題在于：其在提升水環(huán)境中硝化菌數(shù)量的過程中，微生物停留時間與泥齡之間的干擾作用會對硝化菌這種微生物降低水體中氨、氮元素的硝化反應產(chǎn)生抑制作用，進而影響這兩種元素的治理效果。相比之下，固定化微生物技術(shù)的應用可以將反硝化菌與硝化菌分別固定在載體上，這種處理方式在增加微生物數(shù)量的同時，提高了水環(huán)境中硝化反應酶的活性，進而促進硝化反應的順利完成。為了驗證這種技術(shù)的治理效果，以某含有氨、氮元素的水環(huán)境為研究對象進行實驗。結(jié)合褐藻酸鈣凝膠包埋普通小球藻方法，將水力停留時間控制為4.5h，此時，被固定褐藻對該水環(huán)境中氨、氮元素的去除率為92.1%[4]。

2.3 固定化微生物技術(shù)在含有難降解有機物水環(huán)境中的應用

就這種水環(huán)境而言，傳統(tǒng)微生物治理技術(shù)面臨的問題在于：在微生物降解水體有機物的同時，有機物本身也會對微生物產(chǎn)生毒害作用，進而影響降解質(zhì)量。相比之下，固定化微生物技術(shù)的應用優(yōu)勢在于：該技術(shù)降低了水體難降解有機物與微生物之間的接觸概率，因此利用這種技術(shù)可以獲得較好的水環(huán)境治理效果。

2.4 固定化微生物技術(shù)在含有重金屬元素水環(huán)境中的應用

固定化微生物技術(shù)治理含有重金屬元素水環(huán)境的作用機理為：水環(huán)境中的重金屬元素會對微生物產(chǎn)生毒害作用，經(jīng)過固定化處理的微生物在抗沖擊、抗干擾方面的性能都發(fā)生了顯著提升。因此，微生物的生化特性得到有效維持，通過具有高度活性的微生物酶將水環(huán)境中的重金屬元素有效富集在一起，進而實現(xiàn)凈化水環(huán)境的作用。

3 結(jié)束語

為了解決傳統(tǒng)處理工藝在實際的水環(huán)境治理中面臨的問題，可以將固定化微生物技術(shù)應用在含有高濃度有機物、重金屬元素、高濃度氨、氮等污染物的水環(huán)境中。結(jié)合包埋法、吸附法等固定方法，提升水環(huán)境的治理質(zhì)量。

[1] 李海明.固定化微生物技術(shù)在蘇州重污染河道治理中的應用研究[D].河海大學，2007.

[2] 饒應福，夏四清，姜劍.固定化微生物技術(shù)在環(huán)境治理中的應用[J].能源環(huán)境保護，2005，（02）：24-26.

[3] 秦勝東，郭嘉昒，劉玉存，等.固定化微生物技術(shù)研究進展及其在水處理中的應用[J].水處理技術(shù)，2014，（10）：6-11.

[4] 尚通明，謝小東，陳嫻，等.固定化微生物技術(shù)在廢水治理中的應用[J].江蘇技術(shù)師范學院學報，2010，（03）：6-9.

Application of Immobilized Microbial Technology in Water Environment Treatment

Shi Yao，Li Jing-yi，Duan Jun-na

Obtains from the concept of immobilized microorganism technology，the application of immobilized microorganism technology in water environment management is analyzed and studied.

water environment governance；immobilized microorganism technology；apply隨著水資源污染的不斷加重，人們對水環(huán)境治理提出了更高的要求。為了保證治理質(zhì)量，人們開始將固定化微生物技術(shù)應用在水環(huán)境治理工作中，通過重金屬、有機物等污染物的合理處理，提升水環(huán)境的質(zhì)量。

X172

B

：1003–6490（2016）10–0039–01

2016–09–15

石瑤（1996—），女，遼寧遼陽人，在讀本科生，主要研究方向為環(huán)境工程。