微生物固定化技術(shù)在含重金屬廢水處理中的應(yīng)用研究

如今我國環(huán)境污染問題較為嚴(yán)重，尤其是水資源污染，水資源作為人類賴以生存的重要資源之一，一旦出現(xiàn)污染不僅會導(dǎo)致我國工業(yè)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展受到限制，還會對人類生存健康產(chǎn)生威脅，微生物處理技術(shù)與傳統(tǒng)技術(shù)相比其成本較低，并且出水水質(zhì)良好，能夠?qū)ξ勰嘀械挠泻ξ镔|(zhì)進(jìn)行相應(yīng)降解，因此目前越來越多的廢水處理公司逐漸利用微生物技術(shù)進(jìn)行日常處理工作，但是傳統(tǒng)的微生物處理技術(shù)其耐毒性較小并且容易出現(xiàn)流失，其處理效果并不理想，而微生物固定化技術(shù)主要是以微生物技術(shù)為基礎(chǔ)對其進(jìn)行優(yōu)化、創(chuàng)新，能夠避免微生物出現(xiàn)流失，其耐毒性能良好，密度較高，因此能夠?qū)Ρ容^難處理的廢水進(jìn)行有效處理，如重金屬廢水。

1 微生物固定化技術(shù)具體內(nèi)容

1.1 技術(shù)分類

1.1.1 包埋法

該技術(shù)方法在微生物固定化技術(shù)中應(yīng)用較為廣泛，它主要是將微生物細(xì)胞攔截在凝膠聚合物空隙中，從而阻止細(xì)胞出現(xiàn)泄漏，提高微生物整體穩(wěn)定性，并且該方法還能將基層滲入和產(chǎn)物進(jìn)行有效擴(kuò)散，從而提高微生物固定法技術(shù)質(zhì)量與效率，通常情況下，工作人員在利用該技術(shù)方法時會應(yīng)用到相應(yīng)包埋劑，如瓊脂、海藻酸鈉、卡拉膠、聚乙烯醇等，例如聚乙烯醇，工作人員利用聚乙烯醇制作成凝膠劑，并利用海藻酸鈉和活性炭來作為輔助材料，能夠?qū)BD菌進(jìn)行有效固定，將菌種進(jìn)行固定以后，能夠?qū)饘僭氐奈鬯M(jìn)行相應(yīng)處理，提高污水整體處理質(zhì)量與效率，對傳統(tǒng)處理方式進(jìn)行優(yōu)化、創(chuàng)新，尤其是COD類物質(zhì)，COD類物質(zhì)去除效果較為明顯。

除此以外，包埋法操作較為簡單，能夠?qū)Χ喾酉到y(tǒng)進(jìn)行相應(yīng)固定，保證多酚系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，減少對微生物活性影響，但是由于包埋法傳質(zhì)阻力較大，因此在進(jìn)行含大分子、難溶解物質(zhì)廢水的處理時包埋法效果并不理想。

1）花序整形。包括去副穗、掐穗尖、確定留穗長度或留蕾數(shù)等。大果穗品種：去副穗上部2～3節(jié)小支梗，長支梗一般在7～9 cm處掐穗尖。小果穗品種：去掉副穗，如玫瑰露。

在公安機(jī)關(guān)在偵查案件時，除了從指紋、血跡、頭發(fā)、DNA等方面尋找線索外，還有其他重要的偵查手段，刑事模擬畫像技術(shù)就是其中的一種。刑事模擬畫像是根據(jù)目擊者的敘述，將犯罪嫌疑人的相貌特征描繪、復(fù)原的一項(xiàng)技術(shù)。然而模擬畫像技術(shù)員通常繪制的畫像是手繪的素描圖像，如果提供一種技術(shù)能高效準(zhǔn)確地把手繪的素描圖像轉(zhuǎn)化為彩色圖像，即人臉圖像翻譯，將會大大提高偵查破案的幾率。

該方法主要是通過物理或者化學(xué)手段將微生物中的微型分子與膠粘劑進(jìn)行結(jié)合，產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，從而形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，對微生物進(jìn)行固定實(shí)現(xiàn)含重金屬廢水處理工作目標(biāo)，因此相關(guān)工作人員在利用該方法時需要先對水體中的具體污染物類型和種類進(jìn)行調(diào)研，根據(jù)其情況選擇相應(yīng)方式來進(jìn)行降解，如化學(xué)交聯(lián)法、物理交聯(lián)法，需要注意工作人員在利用該方法時會使用到膠粘劑，而膠粘劑的品種也較多，因此相關(guān)工作人員需要做好相應(yīng)研究工作，根據(jù)實(shí)際情況選擇相應(yīng)膠粘劑從而達(dá)到相應(yīng)處理效果，提高含重金屬廢水處理的整體質(zhì)量與效率。

微生物具有較強(qiáng)的特性，如靜電、表面張力、吸附能力，因此相關(guān)工作人員將利用微生物固定化技術(shù)，對含重金屬廢水處理時可以使用吸附法，將微生物固定在載體表面上，從而對水中金屬污染物進(jìn)行相應(yīng)吸附達(dá)到處理目標(biāo)，吸附法與其余方法相比其操作更為簡單，并且所投入成本較少，工作人員能夠在保證含重金屬廢水處理質(zhì)量與效率的同時提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，避免出現(xiàn)資源浪費(fèi)的情況，但是吸附法穩(wěn)定性和重復(fù)性較低，因此相關(guān)工作人員需要根據(jù)實(shí)際情況選擇相應(yīng)方式來進(jìn)行處理，通常情況下吸附法分為物理吸附和離子吸附，而常見吸附劑種類也較多，如活性炭、多孔玻璃、碎石、硅膠等。

工作人員在應(yīng)用微生物固定化技術(shù)時需要做好載體選擇工作，而目前該技術(shù)載體主要分為無菌載體，天然有機(jī)載體和人工合成載體，其中無機(jī)載體主要是以活性炭、微孔玻璃為主，其強(qiáng)度較大，不會對細(xì)胞產(chǎn)生相應(yīng)的害，并且制作成本以及過程中較為簡單，目前我國大部分污水處理企業(yè)都在利用無機(jī)載體來進(jìn)行廢水處理，但是無機(jī)載體還是存在一定缺點(diǎn)，如密度大、微生物吸附有限、容易脫落等，因此在利用無機(jī)載體進(jìn)行污水處理時必須對其進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)管，從而提高該技術(shù)應(yīng)用質(zhì)量和效率。

1.1.3 吸附法

該方法主要是利用載體和微生物之間的化學(xué)共價將其固定在其表面，因此其穩(wěn)定性較高，能夠有效提高載體和微生物之間聯(lián)系度，從而全方位對廢水進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)含重金屬廢水處理目標(biāo)，但是由于該技術(shù)的特殊性，工作人員在利用該技術(shù)時會出現(xiàn)諸多問題，如反應(yīng)條件過于激烈，無法對其反應(yīng)進(jìn)行控制，回收率較低等，因此目前該方法的應(yīng)用范圍并不廣泛，相關(guān)工作人員可以做好相應(yīng)的研究工作，從而提高該技術(shù)的應(yīng)用范圍。

1.1.4 共價化合法

1.1.5 自身固定化

就像這一個美好的春夜，也許它真正的、唯一的用途，就是讓萬籟俱寂，它是寧靜的布幕板，讓小年有機(jī)會問出她的“大哉問”：有什么用？

通常情況下，工作人員在利用該方法時需要在一定的水流條件下，通過微生物自身絮凝作用從而形成固定化微生物來進(jìn)行污水處理，因此在應(yīng)用該技術(shù)時工作人員可以不必使用載體進(jìn)行固定，但是由于該技術(shù)主要是依靠微生物自身功能來進(jìn)行凝固，因此很容易受到環(huán)境因素影響，目前相關(guān)工作人員在利用該技術(shù)時主要是對高濃度有機(jī)廢水進(jìn)行相應(yīng)的處理。

1.2 載體分類

帕金森?。≒arkinson’s Disease，PD）是臨床常見的慢性退行性疾病，表現(xiàn)為靜止性震顫、肌強(qiáng)直、運(yùn)動遲緩等癥狀，嚴(yán)重者還可導(dǎo)致情感及認(rèn)知障礙［1‐3］。隨著我國老齡化進(jìn)程的不斷加劇，帕金森病的發(fā)病率呈顯著的上升趨勢，臨床上帕金森病多采用藥物治療，大量研究證實(shí)左旋多巴在治療帕金森病上療效卓著，但長期應(yīng)用易出現(xiàn)劑末效應(yīng)、異動癥及晨僵等現(xiàn)象，提高患者不良反應(yīng)的發(fā)生率［4‐5］。普拉克索是一種非麥角類多巴胺受體激動劑，能夠改善患者的抑郁情緒及錐體外系反應(yīng)，本研究以150例帕金森病患者作為研究對象，考察左旋多巴聯(lián)合普拉克索治療帕金森病的臨床療效及安全性。

自身固定化主要是利用生物處理反應(yīng)器能對其進(jìn)行控制，工作人員需要對其反應(yīng)器的各類影響因素進(jìn)行嚴(yán)格控制，如運(yùn)轉(zhuǎn)負(fù)荷，從而避免反應(yīng)器運(yùn)行質(zhì)量下降，影響含重金屬廢水的整體處理效率。

天然有機(jī)載體主要是以含藻酸鹽、卡拉膠為主，其傳質(zhì)性能良好，但是容易被微生物所分解，而人工合成有機(jī)載體主要是以聚乙烯醇凝膠和聚丙烯酰胺凝膠為主，但是聚丙烯酰胺會在一定程度上影響微生物的活性，因此其應(yīng)用范圍并不廣泛，相關(guān)工作人員主要是以聚乙烯醇凝膠來進(jìn)行相應(yīng)處理，聚乙烯醇凝膠強(qiáng)度較高，化學(xué)穩(wěn)定性良好，不容易被微生物所分解，并且對細(xì)胞沒有以傷害，因此其應(yīng)用范圍較為廣泛。

2 微生物固定化技術(shù)在含重金屬廢水處理中的具體應(yīng)用

2.1 高濃度有機(jī)廢水處理

微生物固定化技術(shù)能夠?qū)Ω邼舛扔袡C(jī)廢水進(jìn)行有效處理提高廢水處理工作的整體質(zhì)量與效率，在進(jìn)行高濃度有機(jī)廢水處理過程中，在厭氧階段利用該技術(shù)能夠很好為后續(xù)處理工作奠定相應(yīng)基礎(chǔ)，工作人員通過苯酚馴化活性污泥以后會形成相應(yīng)的優(yōu)勢菌群，并且利用竹炭來作為載體，經(jīng)過一段時間處理以后可以發(fā)現(xiàn)高濃度有機(jī)廢水逐漸轉(zhuǎn)化為低濃度廢水，經(jīng)過5小時處理工作以后，污水中的苯酚和COD去除率高達(dá)95%和70%，并且相關(guān)工作人員也可以利用PA和PAN膜對微生物進(jìn)行相應(yīng)固化利用，能夠?qū)Ρ椒舆M(jìn)行相應(yīng)的降解，隨著苯酚化學(xué)反應(yīng)，微生物會逐漸增殖，而其降解速度也會在一定程度上增加。

1.1.2 交聯(lián)法

隨著我國經(jīng)濟(jì)水平的不斷發(fā)展，農(nóng)村居民生活水平也得到了顯著提升，農(nóng)村居民在消費(fèi)不再僅限于物質(zhì)方面的消費(fèi)，對文化消費(fèi)也提出了較高的要求。以河北農(nóng)村為例進(jìn)行分析發(fā)展，當(dāng)下農(nóng)村文化消費(fèi)水平較低，消費(fèi)形式較為單一，因此需要大力改善當(dāng)前不健康的文化消費(fèi)現(xiàn)狀，推動農(nóng)村文化消費(fèi)水平，促進(jìn)鄉(xiāng)村旅游業(yè)的發(fā)展。

2.2 去除重金屬離子

藻類對金屬離子具有較強(qiáng)的吸附作用，因此相關(guān)工作人員在進(jìn)行含重金屬廢水處理過程中可以利用微生物固定化技術(shù)對水中重金屬離子進(jìn)行去除，尤其是工業(yè)廢水，工業(yè)廢水中還有大量的有毒和放射性金屬，如果處理不到位會對大眾身體健康產(chǎn)生威脅，因此工作人員在進(jìn)行工業(yè)廢水或者還重金屬比例過多的廢水處理過程中科學(xué)合理利用該技術(shù)，有效提高重金屬廢水處理整體質(zhì)量與效率，工作人員可以通過藻類對廢水中重金屬進(jìn)行相應(yīng)吸附，從而達(dá)到去除的效果，利用自由活細(xì)胞和固定化細(xì)胞來進(jìn)行相應(yīng)處理，工作人員對水中Cu進(jìn)行吸附時可以發(fā)現(xiàn)固定藻細(xì)胞能夠大幅度提高水中Cu的吸附力，并且其吸附降解率達(dá)到了80%以上，同時相關(guān)工作人員也可以利用海藻酸鈣對真菌進(jìn)行包埋，從而處理部分醫(yī)療類的廢水。

工作人員在進(jìn)行藻類微生物固定化技術(shù)時需要使用相應(yīng)的技術(shù)將藻類形成吸附劑，可以通過絲瓜瓤對黃胞元毛平革菌進(jìn)行相應(yīng)的固定，固定以后其去除率分別提高了12.8%～16.1%之間。

2.3 對難降解廢水進(jìn)行處理

通常情況下，工作人員在進(jìn)行了降解有機(jī)廢水處理過程中，主要分為含酚廢水處理和含環(huán)芳烴廢水處理工作，其中含酚廢水處理，工作人員對合成酶廢水進(jìn)行相應(yīng)處理時，通過對酚降解菌固定以后能夠有效提高含酚廢水的凈化效果，在進(jìn)行連續(xù)處理過程中，酚水濃度會從每升100毫克上升到每升1000毫克，因此其出水的水質(zhì)較為良好，當(dāng)水中的酚降解菌濃度大于每升3500毫克時，其出水酚濃度才會逐漸上升，最主要是因?yàn)樵摷夹g(shù)能夠?qū)⒑Y選優(yōu)勢菌種并將其固定到相應(yīng)的載體上，從而提高生物處理構(gòu)筑物中濃度，讓廢水處理工作能夠達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)，提高水的整體質(zhì)量與效率，同時工作人員也可以利用卡拉膠作為熱帶假絲酵母菌進(jìn)行包埋，從而提高含酚廢水容積負(fù)荷比。通過相應(yīng)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)對熱帶假絲酵母菌進(jìn)行包埋以后，當(dāng)進(jìn)水酚濃度達(dá)到每升300毫克，出水酚濃度低于每升0.5毫克時其污泥產(chǎn)量會大幅度下降，通常情況下可以減少90%，而在進(jìn)行含環(huán)芳烴廢水處理過程中工作人員可以利用混合菌群固定法來對多環(huán)芳烴進(jìn)行相應(yīng)降解，對微生物細(xì)胞進(jìn)行固定能夠幫助微生物細(xì)胞進(jìn)行生長，從而達(dá)到降解的效果，對微生物細(xì)胞進(jìn)行培養(yǎng)以后相應(yīng)物質(zhì)能夠得到完全降解，如酚、苯、烴等，固定微生物細(xì)胞與游離細(xì)胞相比生長狀狀態(tài)較為良好，因此其降解能力也較為優(yōu)質(zhì)，能夠大幅度提高難降解有機(jī)廢水處理質(zhì)量與效率，讓其出水能夠符合國家標(biāo)準(zhǔn)。

2.4 對冶金工業(yè)廢水進(jìn)行處理

冶金工業(yè)廢水與工業(yè)廢水相比其成分具有較大不同，冶金工業(yè)廢水水質(zhì)成分更為復(fù)雜，其中有害物質(zhì)也較多，因此用常規(guī)生物處理法是無法達(dá)到相應(yīng)處理效果，對冶金工業(yè)廢水無法進(jìn)行全面根本處理，尤其是當(dāng)廢水中色度過大，傳統(tǒng)生物處理法無法對其進(jìn)行相應(yīng)降解，因此通過傳統(tǒng)生物處理法來進(jìn)行冶金工業(yè)廢水處理是無法達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)，而工作人員利用微生物固定法來進(jìn)行廢水處理工作能夠有效提高冶金工業(yè)廢水處理質(zhì)量與效率，因此利用該技術(shù)進(jìn)行冶金工業(yè)廢水處理能夠保證其排放污水標(biāo)準(zhǔn)符合國家相關(guān)規(guī)定，提高冶金工業(yè)廢水的處理整體效果。

②股權(quán)激勵個人所得稅分期繳納。企業(yè)在以股份或出資比例給予內(nèi)部該段人才和緊缺型人才獎勵時，可對照中關(guān)村的做法實(shí)行分期繳納個人所得稅的政策。

2.5 礦山生產(chǎn)排放廢水處理

通常情況下，礦山工作人員在對采礦生產(chǎn)排放廢水進(jìn)行相應(yīng)處理時會采用傳統(tǒng)生物法來進(jìn)行處理，如活性污泥法、生物膜法、接觸氧化法等，但是由于此類廢水特殊性，其效果并不良好，這主要是由于微生物處理過程中，其微生物處于游離狀態(tài)，生物容易出現(xiàn)丟失，利用率會降低，并且不能夠?qū)⒂泻ξ镔|(zhì)進(jìn)行分離，無法實(shí)現(xiàn)二次利用目標(biāo)。因此相關(guān)工作人員在進(jìn)行采礦廢水處理時通過利用微生物固定化技術(shù)能夠快速提高廢水處理效果，并且不會造成二次污染其處理成本也較低，相關(guān)工作人員通過固定化合細(xì)菌處理方式對含油廢水進(jìn)行相應(yīng)處理，能夠有效提高油脂降解質(zhì)量與效率。另外工作人員在進(jìn)行被采礦廢水污染地下水處理過程中也可以利用固定法來對其進(jìn)行相應(yīng)處理，通過固定化細(xì)胞氣升式生物反應(yīng)器來達(dá)到相應(yīng)的處理效果，該反應(yīng)器主要是以碳?xì)浠衔飦碜鳛橄鄳?yīng)載體對廢水進(jìn)行處理，碳?xì)浠衔锏纳锝到庑瘦^高，因此能夠在減少微生物消耗量的同時對懸浮污泥量進(jìn)行相應(yīng)控制，提高廢水處理整體質(zhì)量與效率。

3 結(jié)語

總而言之，微生物固定化技術(shù)作為含重金屬廢水處理全新技術(shù)與傳統(tǒng)處理技術(shù)相比其優(yōu)勢較為明顯，能夠在一定程度上提高廢水處理工作質(zhì)量與效率，對有機(jī)廢水、冶金工業(yè)廢水進(jìn)行有效處理，提高出水水質(zhì)整體質(zhì)量，因此必須對其進(jìn)行深入研究，加強(qiáng)該技術(shù)的應(yīng)用范圍以及技術(shù)水平，工作人員可以從載體開發(fā)與選擇、高效工程菌構(gòu)建、混合固定化技術(shù)以及評價體系中進(jìn)行相應(yīng)研究，提高該技術(shù)整體質(zhì)量與效率，讓我國廢水處理工作能夠得到大幅度提高，保障居民身體健康，促進(jìn)我國各行業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展。

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