微生物固定化载体
微生物固定化载体
固定化微生物技术是将特选的微生物固定在选证的载体上，限制或定位于一定的空间区域．使其高度密集并保持生物活性，在适宜条件下能够快速、大量增殖的现代生物技术。固定化微生物具有生物浓度易控制、耐毒害能力强、菌种流失少、产物易分离、运行设备小型化等特点。近年来固定化微生物技术的研究非常活跃，发展很快，已遍及环境保护、食品工业、化学分析、能源开发、医学和制药等多种领域，并得到了广泛的应用。同时，对载体材料的性能也提出了更高的要求。载体材料的性能对固定化微生物功能的发挥起着至关重要的作用，有关固定化载体材料的研究也就显得非常重要
1. 微生物固定化对载体材料的要求
载体材料的主要作用是为微生物提供栖息和繁殖的稳定环境。根据所固定的微生物种类以及固定化方法与工艺的不同，需要制备不同的周定化载体材料。制备合适的载体材料是固定化细胞技术的关键，在选择和制备载体材料时，必须考虑所固定微生物的生理习性及其应用的环境条件。一般情况下。理想载体应该具有以下特征：(1)载体对细胞呈惰性，对微生物无毒害；(2)具有高的载体活性，固定化细胞密度大；(3) 力学强度和化学稳定性好，耐微生物分解；(4)操作简便，易于成型；(5)底物和产物的扩散阻力小，具有良好的传质性能；(6)微生物的活性回收率要高，能较长时间使用和重复使用；(7) 原料易得，成本低。
2. 固定化载体材料的种类
2.1 天然载体材料
天然无机类载体材料主要有沙粒、沸石、硅藻土等。天然有机载体材料的究和应用较多，它们主要是天然多糖类材料，如纤维素及其衍生物、琼脂、角叉莱胶、海藻酸盐、卡拉胶。
2.2 合成高分子载体
该类材料应用较多的主要是聚乙烯醇、聚乙二醇、聚氨酯、羧甲基纤维素等。
2.3 人工无机载体材料
多孔陶瓷、活性炭、微孔玻璃、泡沫金属等人造无机载体，大多具有多孔结构，在与微生物接触时，利用吸附作用和电荷效应把微生物固定。表1为具体固定化载体固定微生物的吸附物质的效果表。表2位固定化载体的特性。
表1常见的固定化载体
表2常见固定化载体的特性
3.固定化微生物吸附铂钯
国内少有文献报道利用海藻酸钠、PVA、壳聚糖、生物炭等固定化载体固定化微生
物吸附铂钯的研究，吸附重金属离子与净化废水的研究较多。有研究表明，PVA中添加SA可以避免固定化颗粒制备过程中的粘连现象，改善PVA的成球性，以生物炭为载体
制备固定化菌剂投加入土壤后，会促进污染物由土壤向固定化载体迁移，使固定化载体同时富集微生物和污染物，增加微生物和污染物的接触，实现污染物的富集一降解一体化，有助于促进土壤修复效果。综合以上，又考虑到固定化载体的成本，结合实验室的条件，故可以设计以下实验：
(1)利用海藻酸钠做为固定化载体，固定大肠杆菌或普罗维斯登菌，吸附重金属
离子研究
(2)利用PVA做为固定化载体，固定大肠杆菌或普罗维斯登菌，吸附重金属离子研究。
（3）利用生物炭做为固定化载体，固定大肠杆菌或普罗维斯登菌，吸附重金属离子研究。
（4）利用以上三种材料的两两混合或者三者混合做为固定化载体，固定大肠杆菌或普罗维斯登菌，吸附重金属离子研究。
微生物固定化技术
固定化微生物技术是将特选的微生物固定在选证的载体上，使其高度密集并保持生物活性，在适宜条件下能够快速、大量增殖的生物技术。这种技术应用于废水处理，有利于提高生物反应器内微生物(尤其是特殊功能的微生物)的浓度，有利于微生物抵抗不利环境的影响，有利于反应后的固液分离，缩短处理所需的时间。 利用固定化微生物技术提高废水处理效率的工艺方法也被称作"生物增效"，其适用的领域非常广泛，例如:化粪池、隔油槽、排水管、城市污水处理厂以及工业废水…等。一般而言，针对特殊污染源，来自天然环境的微生物消耗很快、效率低下，即使有快速的繁殖能力仍不足以负荷。因此，生物增效的作业过程还是依循自然的方式，向目标添加定制的、具有已知降解能力的微生物制剂(固定化微生物)，处理效果则有明显的提升。 现在所研究的生物吸附剂的固定化方法主要有以下几种: 1吸附法 吸附法一般依靠生物体与载体之间的作用，包括范德华力、氢键、静电作用、共价键及离子键，两者间的屯电位，在微生物体和载体的相互作用中起重要作用。常用的吸附载体有活性炭、木屑、多孔玻璃、多孔陶瓷、磁铁矿、硅藻土、硅胶、纤维素、聚氨醋泡沫体、离子交换树脂等。它是一种简单易行、条件温和的固定化方法，但用它固定的生物体不够牢靠，容易脱落。 2交联法 交联法又称无载固定化法，是一种不用载体的工艺，通过化学、物理手段使生物体细胞间彼此附着交联。化学交联法它一般是利用醛类、胺类等具有双功能或多功能基团的交联剂与生物体之间形成共价键相互联结形成不溶性的大分子而加以固定，所使用的交联剂主要有戊二醛、聚乙烯酞胺、表氯醇等等。物理交联法在是指在微生物培养过程中，适当改变细胞悬浮液的培养条件(如离子强度、温度、pH值等)，使微生物细胞之间发生直接作用而颗粒化或絮凝来实现固定化，即利用微生物自身的自絮凝能力形成颗粒的一种固定化技术。 3包埋法 在微生物的固定化方法中，以包埋法最为常用。它的原理是将生物体细胞截留在水不溶性的凝胶聚合物孔隙的网络中，通过聚合作用或通过离子网络形成，或通过沉淀作用，或通过改变溶剂、温度、pH值使细胞截留。凝胶聚合物的网络可以阻止细胞的泄露，同时能让基质渗入和产物扩散出来。 包埋材料可以分为两大类:
固定化微生物
固定化微生物 更新时间：2009-03-04 11:03来源：作者: 阅读：257网友评论0条 固定化微生物技术是20世纪60年代发展起来的一门新兴生物技术。该技术利用物理或化学的措施将游离微生物细胞或酶定位于限定的空间区域，并使其保持活性从而反复利用，具有效率高、稳定性强、反应易控制、对环境耐受力强、保持菌种高效等优点。目前经常采用的生物固定化方法主要有吸附法、包埋法、交联法和共价结合法，尤以包埋法和吸附法最为常用。选择合适的固定化细胞载体是这项技术的关键，固定化细胞载体主要有天然高分子凝胶载体(琼脂、海藻酸钙等)和有机合成高分子凝胶载体(如聚乙烯醇PVA、聚丙烯酰胺ACAM等)。因为PVA凝胶具有无毒、廉价、对细胞活性损伤小、抗微生物分解和机械强度高等特点，被认为是目前最有效的固定化载体之一。Nagadomi等使用由PVA-硼酸和海藻酸材料固定化的光合细菌处理水产废水，试验结果表明，固定化PVA球的水质净化能力比海藻酸盐固定化球强。 目前对处理水产养殖废水的固定化菌株研究得较多的是光合细菌和硝化细菌。将光合细菌同载体结合并固定化，不仅可以增强沉降性，使水质净化效率提高、稳定性增强，微生物质量分数提高；同时还具有抗环境因子影响能力强，可长期保持包埋菌占优势而防止其它有害菌生长等优点。郑耀通等[16]净化模拟养殖水质的试验结果表明，经PVA、SiO2、CaCO3、海藻酸钠组成的凝胶液固定化后的光合细菌可显著提高氨氮和COD的去除率，并能增加溶解氧。加入固定化光合细菌15d后，氨氮含量下降98.9 %，溶解氧增加63.4%，COD去除率为70.6%。由此可以看出，固定化光合细菌在去除氨氮、有机物质和增加溶解氧方面有明显的优越性。硝化细菌主要用于生物脱氮。黄正等选用PVA作为硝化细菌包埋体，添加适量粉末活性炭包埋固定化硝化污泥，制备固定化小球，经6周驯化后处理养殖废水，COD的去除率为74.9 %，氨氮的去除率达82.5 %。Kim等为评估固定化硝化细菌处理海水循环养殖系统废水的脱氮特性，以PVA-硼酸法制备凝胶固定硝化细菌，试验结果表明，运行30~40 d后，氨氮的去除率达98%，亚硝酸盐的累计质量分数从6 mg/L降到0.1 mg/L 以下；当海水盐度不同时，硝化细菌的活性恢复时间相同；在条件适宜、RHT为0.3 h时，氨氮的最高去除率可达82 g/m3.d。可见固定化硝化细菌技术对处理海水循环养殖废水表现出很好的脱氮效果。 藻类固定化技术起始于20世纪80年代，与游离藻类相比，固定化藻类具有细胞密度高、反应速度快、运行稳定可靠、藻细胞流失少等优点。严国安用海藻酸钙凝胶包埋固定斜生栅藻净化废水，试验结果表明，固定化斜生栅藻对氨氮和正磷酸盐的净化效果明显高于未固定斜生栅藻。W ilkinson对活性藻类的固定化研究结果表明，固定化藻类对重金属的去除效率要比悬浮藻高，速率更快。藻类固定化技术在废水处理中具有广阔的应用前景，但是，该技术目前主要处于实验研究阶段，在实际应用中还存在许多问题，如对固定化微生物的净化机制及其保存、批量生产等的研究尚未完善。
微生物固定化载体
微生物固定化载体 固定化微生物技术是将特选的微生物固定在选证的载体上，限制或定位于一定的空间区域．使其高度密集并保持生物活性，在适宜条件下能够快速、大量增殖的现代生物技术。固定化微生物具有生物浓度易控制、耐毒害能力强、菌种流失少、产物易分离、运行设备小型化等特点。近年来固定化微生物技术的研究非常活跃，发展很快，已遍及环境保护、食品工业、化学分析、能源开发、医学和制药等多种领域，并得到了广泛的应用。同时，对载体材料的性能也提出了更高的要求。载体材料的性能对固定化微生物功能的发挥起着至关重要的作用，有关固定化载体材料的研究也就显得非常重要 1.微生物固定化对载体材料的要求 载体材料的主要作用是为微生物提供栖息和繁殖的稳定环境。根据所固定的微生物种类以及固定化方法与工艺的不同，需要制备不同的周定化载体材料。制备合适的载体材料是固定化细胞技术的关键，在选择和制备载体材料时，必须考虑所固定微生物的生理习性及其应用的环境条件。一般情况下。理想载体应该具有以下特征：(1)载体对细胞呈惰性，对微生物无毒害；(2)具有高的载体活性，固定化细胞密度大；(3)力学强度和化学稳定性好，耐微生物分解；(4)操作简便，易于成型；(5)底物和产物的扩散阻力小，具有良好的传质性能；(6)微生物的活性回收率要高，能较长时间使用和重复使用；(7)原料易得，成本低。 2.固定化载体材料的种类 2.1天然载体材料 天然无机类载体材料主要有沙粒、沸石、硅藻土等。天然有机载体材料的究和应用较多，它们主要是天然多糖类材料，如纤维素及其衍生物、琼脂、角叉莱胶、海藻酸盐、卡拉胶。 2.2合成高分子载体 该类材料应用较多的主要是聚乙烯醇、聚乙二醇、聚氨酯、羧甲基纤维素等。 2.3人工无机载体材料
固定化微生物技术及其在重金属废水处理中的应用
固定化微生物技术及其在重金属废水处理中的应用 一、引言 随着工业化的发展，重金属污染问题日益突出，给环境和人类健康带来严重影响。重金属废水处理是一项亟待解决的环境问题。传统的处理方法通常采用化学物理方法，但存在着高成本、生成更多的二次污染物等问题。而采用固定化微生物技术进行重金属废水处理，具有低成本、无二次污染等优势。本文将重点介绍固定化微生物技术的原理及其在重金属废水处理中的应用。 二、固定化微生物技术的原理 固定化微生物技术是一种将微生物固定在一定的载体上，形成微生物颗粒或固体颗粒的技术。固定化微生物技术的原理是通过固定化的载体提供稳定的环境和基质供养，使微生物得以生长和附着。固定化载体可以是天然的或人工合成的材料。固定化的微生物能够形成很高的细菌密度，并能够进行高效的代谢反应。 固定化微生物技术具有以下几个优点： 1. 提高微生物的稳定性：通过固定化，微生物可以更好地适应环境变化，提高对恶劣环境的耐受性； 2. 提高降解效果：固定化微生物可以形成高密度的微生物群体，增强处理效果； 3. 减少操作成本：固定化微生物技术可以循环利用微生物，减少投入成本； 4. 减少二次污染：固定化微生物技术可以减少化学物质的使用，降低二次污染的风险。
三、固定化微生物技术在重金属废水处理中的应用 重金属废水中的污染物主要包括铅、镉、汞、铜等重金属离子，对环境和人体健康具有较高毒性。传统的化学物理方法虽然可以去除重金属离子，但存在着高成本、生成更多的二次污染物等问题。 1. 固定化微生物技术在重金属离子生物吸附中的应用 固定化微生物技术可以用于重金属离子的生物吸附。常见的固定化载体有活性炭、基质等。通过将微生物固定在载体上，可以提高微生物对重金属离子的吸附能力。研究表明，固定化微生物技术在重金属废水处理中的吸附效果优于传统的化学物理方法，可以高效去除重金属离子。 2. 固定化微生物技术在重金属离子生物转化中的应用 除了生物吸附外，固定化微生物技术还可以用于重金属离子的生物转化。通过固定化技术，微生物可以更好地与重金属离子接触，加速重金属离子的生物转化过程。研究表明，采用固定化微生物技术进行重金属离子的生物转化，可以显著提高处理效率和微生物的稳定性。 3. 固定化微生物技术在重金属废水的生物降解中的应用 除了重金属离子的吸附和转化外，固定化微生物技术还可以用于重金属废水的生物降解。通过将降解菌固定在载体上，形成固定化微生物颗粒，可以增强微生物的降解能力和抗毒性。研究表明，采用固定化微生物技术进行重金属废水的生物降解，可以提高降解效果和抗毒性，同时减少对环境的二次污染。 四、固定化微生物技术的应用案例及其效果评价 以某废水处理厂为例，采用固定化微生物技术处理重金属废水。首先，选取活性炭作为固定化载体，将微生物固定在载体上形成固定化微生物颗粒。然后，将废水通过固定化微生物
微生物固定化技术在污水处理中的应用探究
微生物固定化技术在污水处理中的应用探究污水处理是现代社会中一个重要的环境问题。随着人口的增加和经 济的发展，污水处理的需求也越来越迫切。微生物固定化技术作为一 种新兴的处理方法，吸引了越来越多的关注。 一、微生物固定化技术简介 微生物固定化技术是将微生物细胞或酶固定在载体上，形成生物膜 或生物颗粒，在处理过程中将废水中的有机物及无机物质转化为无毒、无害的废物或者资源。这种技术具有高效、节能、环保的优势，并且 适用于各种污水处理工艺。 二、微生物固定化技术在传统污水处理中的应用 1. 生物滤池 生物滤池是将微生物固定化技术应用于传统活性污泥法中的一种处 理方法。它可以有效地利用固定化微生物来去除废水中的有机物和氨 氮等污染物，同时减少氮磷的排放。 2. 曝气生物滤池 曝气生物滤池结合了空气曝气和微生物固定化技术，能够提供较大 的接触面积和气液交换效果，并且能够更好地适应高浓度有机废水的 处理。 3. 生物膜反应器
生物膜反应器是一种利用生物膜作为载体，将微生物固定在载体表面，通过废水与生物膜的接触来进行废水处理的技术。生物膜反应器 的处理效果稳定且能耐受冲击负荷，被广泛应用于生活污水和工业废 水的处理。 三、微生物固定化技术在新型污水处理中的应用 1. 农村污水处理 随着城市化进程的快速推进，农村地区的污水问题也日益突出。传 统的集中式污水处理设施难以满足农村地区的需要，而微生物固定化 技术可以在小规模处理设备中实现高效的去除有机物和氨氮等污染物。 2. 微污染物的去除 微生物固定化技术在去除微污染物方面也有着潜力。例如，通过固 定化微生物将土壤中的有机污染物进行生物降解，可以高效地去除地 下水中的有机污染物。 3. 中水回用 中水回用是一种有效利用废水资源的方式。微生物固定化技术可以 实现对中水中的有机物、氨氮等进行高效处理，将水资源有效回收和 再利用。 四、微生物固定化技术的优势与展望 微生物固定化技术在污水处理中有许多优势。首先，相对于传统的 活性污泥法，微生物固定化技术能够降低设备运营成本。其次，微生
环境工程中固定化酶与固定化微生物的应用初探
环境工程中固定化酶与固定化微生物的应用初探 固定化技术是一种将酶或微生物固定化在载体上的技术，可以改善它们使用时的稳定性、重复性、操作性和密度。由于其具有的许多有益特性，固定化技术在环境工程中越来越受到重视。 固定化酶在环境污染治理中的应用 酶可以用于环境中某些化学物质的生物转化。特别是对于一些难以处理的污染物，如多环芳香烃和氨氮等，采用固定化酶的方法更为有效和便捷。如用固定化酶催化板蓝根降解四氯化碳，实验中发现，用悬浮酶体系处理4 h后，4C的降解率仅为0.1%；而用交联酶固体系统处理4 h后，4C的降解率达到了65%。同样，在处理有机物污染方面，固定化酶也表现出了明显的优势。 固定化酶技术在饮用水净化中的应用 饮用水中的有机化合物和毒素是人类健康的重要威胁之一。科学家们研究发现，使用固定化酶可以有效地进行饮用水的净化。例如，采用聚苯乙烯和肝脏酶固体共存系统，能够在水中降解的多环芳香烃等污染物。另外，用于处理含镉和铅的水的过程中，固定化酶又起到了积极的作用。 微生物在环境治理领域已经有广泛应用，用固定化技术固定微生物可以提高它们的活性和生命力，使其长时间保持稳定性，更容易在环境污染治理中实现生物转化。例如，固定化微生物在废水处理、土壤修复与净化、气体净化等方面都具有很好的应用潜力。 固定化微生物技术在油污染解决方案中的应用 油污染是现代社会面临的严重问题之一，解决方案之一是采用生物方法。当微生物固定化技术应用于油污染解决方案中时，大大提高了微生物响应时间和响应性能。微生物固定化技术已经被广泛使用在渗透成像、油田油藏强化采油、地下水处理等领域中。 结论 总的来说，通过固定化酶和微生物技术的应用，生态环境保护各方面的需求得到了满足，同时也有效地促进了生物技术的进步。预计，将来这种技术将会得到应用中进一步的发展和改良。但同时也需要更多的努力，来加强现有技术和开发新技术，以更完美地适应不断变化的环境保护需求。
微生物固定化的发展及在废水处理中的应用
微生物固定化的发展及在废水处理中的应用 微生物固定化的发展及在废水处理中的应用 随着工业化进程的加快和人口的增加，废水排放问题日益凸显。传统的废水处理方法通常采用生物处理，但存在着细菌易受环境影响、难以迅速生长等问题。为了解决这些问题，微生物固定化技术应运而生，被广泛应用于废水处理中。本文将介绍微生物固定化的发展历程，并探讨其在废水处理中的应用及前景。 微生物固定化，指将微生物细胞牢固地固定在载体上，并形成生物膜来进行废水处理的一种技术。这种技术最早可以追溯到20世纪70年代。当时，研究人员发现，将活性污泥固定在固体支持体上，可以增加其抗冲击负荷能力，提高废水处理效果。之后，许多载体材料被提出并应用于微生物固定化技术中，如海藻、聚酯材料、陶瓷颗粒等。这些载体材料能够为微生物提供附着和生长的环境，并形成更稳定的生物膜结构。 微生物固定化技术在废水处理中的应用主要体现在以下几个方面。首先，微生物固定化技术能够提高活性污泥的抗冲击负荷能力。传统的活性污泥法在处理高浓度废水时往往会出现污泥浮渣和处理效果下降的问题。而微生物固定化技术可以将微生物牢固地固定在载体上，从而增加其抗冲击负荷能力，有效解决了这一问题。其次，微生物固定化技术可以提高废水处理的稳定性。微生物固定化技术可以形成稳定的生物膜结构，使微生物生长环境更加稳定，从而提高处理过程的稳定性。此外，微生物固定化技术还可以提高废水处理的效率。微生物固定化技术可以增加微生物的团聚度和密度，提高微生物的附着能力，从而提高废水处理的效率。
近年来，微生物固定化技术在废水处理领域得到了广泛应用。以A/O（厌氧/好氧）工艺为例，通过将厌氧反硝化微生 物和好氧硝化微生物固定在载体上，可以同时实现废水的脱氮和脱磷。另外，微生物固定化技术还可以用于处理有机废水、重金属废水等特殊废水。在处理有机废水时，将活性污泥和微生物固定化载体共同应用，可以提高有机物的去除效率。在处理重金属废水时，选择适合生物吸附的载体材料，可以将重金属污染物吸附并固定在载体上，从而实现重金属废水的处理。 尽管微生物固定化技术在废水处理中已经取得了一定的应用效果，但还存在一些问题需要解决。首先，载体材料的选择与性能仍然是一个挑战。不同的载体材料对微生物固定化技术的影响不同，因此需要进一步研究并开发更适合的载体材料。其次，微生物固定化技术对操作和维护要求较高。微生物固定化技术需要定期进行载体材料的更换、生物膜的清洗等操作，这增加了运行成本和工作量。此外，微生物固定化技术在处理一些特殊废水时效果不理想，如处理高盐度废水等。 综上所述，微生物固定化技术是一种有效的废水处理方法，具有优越的稳定性和功效。随着载体材料的不断研发和改进，微生物固定化技术在废水处理中的应用前景将更加广阔。但需加强对载体材料的研究，降低技术操作成本，进一步完善微生物固定化技术，提高其应用效果。同时，还应该加强与其他废水处理技术的结合，实现废水处理的高效、低成本和可持续发展 综上所述，微生物固定化技术是一种有效的废水处理方法，可以提高有机物和重金属废水的去除效率。然而，还存在着选择适合的载体材料、操作和维护成本高以及处理特殊废水效果
微生物固定化技术在污水处理领域的研究进展
微生物固定化技术在污水处理领域的研究进展 微生物固定化技术在污水处理领域的研究进展 近年来，随着人口的快速增长和工业化的进展，污水排放问题日益突出，给环境和人类健康带来了巨大的威胁。传统的污水处理方法往往存在技术难题和高昂的成本，因此寻找一种高效、经济且可持续的污水处理技术显得尤为重要。微生物固定化技术作为一种新兴的污水处理方法，由于其独特的优势在研究中引起了广泛关注，取得了显著的进展。 微生物固定化技术是一种利用载体材料将微生物固定化并附着在固定化载体上的方法。而微生物就是维持生态平衡的重要组成部分，它们能够通过吸附、降解、转化等功能，将污水中的有机物、无机物、微生物等进行转化和去除，从而达到治理污水的目的。 目前，在微生物固定化技术的研究中，常用的载体材料包括多孔陶瓷颗粒、纤维束、活性炭和生物膜等。这些载体材料能够提供有利于微生物生长和代谢的物理、化学环境，并通过增大接触面积促进与污水中或固体表面存在的有机物和无机物的吸附和转化。 微生物固定化技术在污水处理领域中的应用主要包括厌氧固定化技术和好氧固定化技术。厌氧固定化技术是指将厌氧微生物固定在有效载体上，以降解有机废水中的有机物质。它能够高效地去除废水中的有机物质，并能把有机物质转化为沼气等能源。而好氧固定化技术则是将好氧微生物固定在载体上，通过氧化反应降解污水中的有机物质，并将其转化为无害的物质。 微生物固定化技术的研究进展主要包括以下几个方面：
首先，改进载体材料的研究。研究人员通过改进载体材料的性质，如增加载体的孔隙率和比表面积，改善载体的生物相容性和稳定性，提高载体对微生物的承载能力和保护微生物的能力，以提高微生物固定化技术的效果和稳定性。例如，一些研究人员通过改变载体材料的物理结构和化学性质，将固定载体的孔隙度增加，从而提高固定载体对微生物的承载能力和吸附效果。 其次，微生物固定化技术与其他污水处理方法的结合。研究人员将微生物固定化技术与其他污水处理方法相结合，形成联合处理系统，以进一步提高废水处理效果。例如，将微生物固定化技术与植物根系过滤技术相结合，利用微生物固定化技术去除废水中的有机物质和微生物，再通过植物根系过滤技术进一步去除水中的有机物质和无机物质。这种联合处理系统不仅能提高废水处理效果，还能减少能源和经济成本。 再次，提高微生物固定化技术对污水中不同成分的处理能力。污水中的成分种类复杂，含有各种有机物、无机物和微生物等。因此，在微生物固定化技术的研究中，人们还需进一步提高对不同成分的处理能力。例如，研究人员通过选择适宜的固定载体材料和微生物菌株，研究改性载体对不同有机物和无机物的吸附和转化，以提高微生物固定化技术对不同成分的处理能力。 最后，加强微生物固定化技术的应用研究。微生物固定化技术作为一种新兴的污水处理技术，在实际应用中，仍面临着一些挑战和问题。因此，加强对微生物固定化技术的应用研究显得尤为重要。例如，开展大规模的实验和实地应用，优化微生物固定化技术的处理工艺和条件，评估其经济性和环境效益，进一步推动微生物固定化技术在污水处理领域的应用。
生物固定新方法及原理
固定化微生物原理及方法 所谓固定化技术(IMC)，就是利用化学的或物理的手段将游离细胞定位于限定的空间区域，并使之成为不悬浮于水仍保持生物活性，可反复利用的方法。包括固定化酶技术和同定化细胞技术，微生物被固定后，细胞内酶系统保存完整，相当于一个多酶生物反应器，与传 统的悬浮生物处理法相比，它具有处理效率高、稳定性强、反应易于控制、菌种高纯高效、生物浓度高、污泥量少、固液分离效果好、丧失活性可恢复等优。其固定方法国内外没有统一的分类标准，根据对各种方法的分析，可将其分为物理固定法和化学固定法两大类。物理同定法主要有吸附法、包埋法、截留法，化学固定法包括共价结合法和交联法 1.1吸附法 吸附法是依据带电的微生物细胞和载体之间的静电、表面张力和黏附力的作用，而使微生物细胞固定在载体表面和内部形成生物膜的方法。这是一种非常廉价、有效且常用的微生物固定化方法。吸附法可分为物理吸附和离子吸附。物理吸附是使用具有高吸附能力的物质，如硅胶、活性炭、多孔玻璃、碎石、卵石、焦炭、硅藻土、多孔砖等吸附剂，将微生物吸附在表面使其固定化。离子吸附是利用微生物在解离状态下离子健合作用而固定定于带有相反电荷的离子交换剂上，常见的离子交换剂有DEAE一纤维素、CM一纤维素等。吸附法操作简单，微生物固定过程对细胞活性的影响小，但所固定的微生物数量
受所用载体的种类及其表面积的限制。 固定化对于吸附载体的要求包括：具有抗物理降解、抗化学降解、抗生物降解的稳定性，具有一定的机械强度和结构稳定性。根据载体性质可分为：有机载体和无机载体，有机载体又分为天然载体和合成载体。天然载体包括：聚多糖，如纤维素、葡萄糖；蛋白质，如明胶、胶原蛋白；碳材料，如无烟煤、木材等。合成载体包括：乙烯和马来酸酐的共聚物、戊二醛缩水甲基丙烯酯共聚物、合成的离子交换材料及塑料等。无机载体主要包括：玻璃、陶瓷、含水的金属氧化物及硅藻土等。 固定化细胞相对活性=（固定化细胞活性/游离细胞活性）*100% 造成活性差异原因：各种载体的吸附容量不同，因而所固定的细胞量不同，有些吸附载体对微生物细胞可能有毒害作用，各种载体与微生物细胞之间的结合程度不一样，有些易脱落 优点：吸附法操作简单，微生物固定过程对细胞活性的影响小， 缺点：所固定的微生物数量受所用载体的种类及其表面积的限制，不够牢固易脱落。 1.2包埋法 包埋法是使微生物细胞包埋在半透明的聚合物或膜内，或使微生物细胞扩散进入多孔性的载体内部，小分子底物及反应代谢产物可自
微生物固定化的产业化应用技术研究
微生物固定化的产业化应用技术研究 随着生物技术的发展和应用，微生物固定化技术在工业和环保领域中逐渐占据 了重要地位。微生物固定化技术的产业化应用，不仅能够提高生产效率和产品质量，还能够降低生产成本和环境污染。本文将重点探讨微生物固定化技术的产业化应用，以及研究在微生物固定化技术产业化应用中存在的问题和发展方向。 微生物固定化技术的定义及分类 微生物固定化技术是指将微生物细胞或其代谢产物固定在载体材料上形成生物 固定化体系，用于各种工业和环境应用。根据固定化方法的不同，微生物固定化可分为生物膜法、胶体颗粒法、纤维固定化法、膜表面固定化法等。 生物膜法是将固定化微生物贴附在载体表面的一种方法，常用的载体材料有纤维、海绵、多孔材料等。胶体颗粒法是将固定化微生物包裹在胶体颗粒中的一种方法，常用的载体材料有聚乙烯醇等。纤维固定化法是将固定化微生物与纤维材料相结合，在流体中形成滤料膜的一种方法，常用的载体材料有纤维素、聚腈等。膜表面固定化法是将固定化微生物贴附在膜表面上形成膜结构的一种方法，常用的载体材料有聚氨酯、聚丙烯酸等。 微生物固定化技术在工业应用中的优势 微生物固定化技术作为新型生物技术，已经被广泛应用于制药、食品、化工、 环保等领域。与传统的微生物发酵技术相比，微生物固定化技术具有以下优势： 1. 提高生产效率和产品质量。由于微生物固定化技术可以提高微生物的密度和 活性，减少微生物的失效，从而提高生产效率和产品质量。 2. 降低生产成本。微生物固定化技术不需要长时间的培养和分离过程，可以减 少设备运行成本和脱盐剂等添加剂的使用量，降低生产成本。
3. 减少环境污染。固定化微生物可以直接附着在污染源附近，利用微生物的降 解效应快速分解有机废水，减少环境污染。 微生物固定化技术在环保领域的应用 微生物固定化技术在环保领域的应用主要包括废水处理、污染物修复和污泥处 理等方面。 废水处理。微生物固定化技术可以通过附着微生物的代谢作用降解废水中的有 机物和氮、磷等营养物质，达到净化废水的目的。在实际应用中，微生物固定化技术主要包括生物膜处理工艺、浸泡法处理工艺和流化床处理工艺等。 污染物修复。微生物固定化技术可以通过吸附、生物降解等方式去除土壤、水 体等环境中的有机物和重金属等污染物，达到修复污染环境的目的。在实际应用中，微生物固定化技术主要包括生物膜固定化技术、酶反应器技术和生物珠颗粒等。 污泥处理。微生物固定化技术主要是利用生物膜形成的附着和繁殖过程，降解 污泥中的有机物和重金属等有害物质，从而达到脱水和减量的目的。微生物固定化技术还可以通过附着在微生物上的多种细菌协同作用，去除污泥中的异味和毒物。 微生物固定化技术的产业化应用与存在的问题 微生物固定化技术已经在生物医药、环保等领域中迅速发展，但在产业化应用 中还存在以下问题： 1. 载体材料的选择和改进。载体材料的性质和形态，直接影响到微生物固定化 体系的稳定性和附着效果。因此，选择合适的载体材料和进一步改进载体材料的性质和形态是微生物固定化技术产业化应用中的重要研究方向。 2. 微生物固定化体系的稳定性和活性维持。微生物固定化体系的稳定性和活性 维持直接影响到产业化应用的效果和持久性。因此，建立微生物固定化体系的稳定性评价体系和控制策略，是微生物固定化技术进一步产业化应用的重要研究方向。
固定化微生物技术在环境工程中的应用
固定化微生物技术在环境工程中的应用 摘要：随着人类经济和社会的发展，环境污染问题日益严重。环境工程技术的发展已成为解决环境污染问题的重要手段之一。其中，固定化微生物技术作为一种新兴的环境工程技术，已经在环境治理中得到了广泛的应用。本文将从固定化微生物技术的基本原理、应用领域、优点和不足等方面进行探讨。 关键词：环境工程技术；环境污染；固定化微生物技术 一、固定化微生物技术的基本原理 固定化微生物技术是将微生物固定在载体上，使其形成一种稳定的生物膜，从而实现对废水、废气等污染物的高效降解。固定化微生物技术的载体可以是天然材料，如木屑、沙子、石英砂等，也可以是人工合成材料，如聚丙烯、聚氨酯等。固定化微生物技术的基本原理是通过微生物的代谢作用，将有机物质分解为无机物质，从而实现对废水、废气等污染物的降解。 二、固定化微生物技术的应用领域 固定化微生物技术在环境工程中的应用领域非常广泛，主要包括以下几个方面： 1、废水处理：固定化微生物技术可以应用于各种类型的废水处理，如生活污水、工业废水、农业废水等。通过将微定在载体上，可以提高微生物的降解效率，减少处理时间和处理成本。 2、废气处理：固定化微生物技术可以应用于各种类型的废气处理，如工业废气、生活废气等。通过将微生物固定在载体上，可以实现对废气中的有机物质
和氮氧化物的高效降解。 3、土壤修复：固定化微生物技术可以应用于土壤修复，通过将微生物固定在载体上，可以实现对土壤中的有机物质和重金属的高效降解。 4、生物能源：固定化微生物技术可以应用于生物能源的生产，如生物柴油、生物乙醇等。通过将微生物固定在载体上，可以提高微生物的代谢效率，从而提高生物能源的产量。 三、固定化微生物技术的优点 固定化微生物技术相比传统的微生物处理技术具有以下几个优点： 1、高效降解：固定化微生物技术提高微生物的降解效率，减处理时间和处理成本。 2、稳定性好：固定化微生物技术可以形成一种稳定的生物膜，从而提高微生物的稳定性和抗干扰能力。 3、适应性强：固定化微生物技术可以适应各种环境条件，如温度、pH值、盐度等。 4、易于操作：固定化微生物技术操作简单，易于实现工业化生产。 四、固定化微生物技术的不足 固定化微生物技术虽然具有很多优点，但也存在一些不足之处： 1、载体选择：固定化微生物技术的载体选择对微生物的降解效率和稳定性有很大影响，需要根据不同的应用场景选择合适的载体。 2、微生物失活：固定化微生物技术中微生物的失活是一个常见的问题，需要采取措施保证微生物的生存和代谢。 3、工艺优化：固定化微生物技术的工艺优化需要考虑多个因素，如载体选
污水处理微生物与载体自固定化技术
污水处理微生物与载体自固定化技术 一、技术概述 该技术采用先进的微生物与载体自固定化技术，将生物菌群固定在载体中，可对有机物、氮、磷等污染物同步去除。载体微生物负载量最高可达40g/L，容积负荷最高可达16kgBOD5/m3•d。CODCr去除率>90%，氨氮去除率>95%；出水水质达到《污水综合排放标准》（GB8978-1996）一级A标。曝气生物流化池可休眠，启动快速。日处理5000m3的工程总投资约135万元，吨水运行成本约为0.68元。 二、技术优势 （1）充分利用原水中的碳源进行好氧反应，对于生活污水不需另加碳源。 （2）采用小池结构，布置敏捷，可逐级串联，对污水中的污染物进行分级深度处理；采用微生物与载体自固定化技术，提高载体的流化性能，能与污水进行充分接触，提高处理效果，使出水稳定并达到设计要求。 （3）采用自主研发的JHE型生物载体，可提高生物负载量。 （4）全程采用自动化掌握技术，提高自控水平，便于管理。 （5）可在进水的状况下进行系统维护及检修。
三、适用范围 分散式生活污水处理、中型污水厂提标改造等。 四、基本原理 曝气生物流化池（简称ABFT）内有上下拦截网将载体限制在载体区，并利用好氧及厌氧微生物的高效固定化技术附着于载体上，进行好氧及厌氧反应，通过硝化及反硝化作用对水中的污染物质进行去除。 五、工艺流程 污水通过人工隔栅将比较大的悬浮物隔离后，由阀门掌握直接进入六组并联的ABFT生化系统，出水端采用穿孔管集中出水，经ABFT生化处理完成后直接进入清水池，用泵提升至蓄水池后作为体育公园所需的回用水，六组ABFT生化系统可依据实际需要来掌握单独使用，最大限度的降低运行成本。
微生物固化载体的选择及对养殖水体的作用效果分析
微生物固化载体的选择及对养殖水体的作用效果分析 卢宪辉;王付同;黄超红;秦振;程辉;王晓瑞;辛乐;杨启霞 【摘要】[目的]寻找适合在海水养殖中使用的高效、廉价、易得的微生物固化栽体.[方法]通过4种栽体对光合细茵吸附效果的比较,选择合适的固化载体和固化时间.通过测定固化微生物对养殖水体COD、NH3-N、底质中有机质和硫化物的去除率,分析其对养殖水体的作用效果和固液比的影响.[结果]炉渣对光合细菌的吸附能力最强,合适的固化时间是8-10 h,其对养殖水体中COD、NH3-N和底质中有机质和硫化物在20 d内的去除率可达66%、52%、57%、82%.[结论]火电厂的炉渣是一种非常适合在海水养殖中使用的固化栽体.使用时要注意选择合适的固液比,避免微生物残留培养基对水体负荷的冲击.%[ Objective]The purpose was to search an effective, cheap, easy-obtained immobilized-microbe carrier for aquaeulture. [ Methods]Immobilized-microbe carrier and curing time were determined by comparing the adsorption effects on four carriers to photosynthetic bacteria.Then the effects on aquaculture water and the influence of Solid-liquid ratio were discussed by the removal efficiencies of CODMn, NH3-N in water and organic matter, sulfide in sediment. [ Results] Slag was capable of absorbing photosynthetic bacteria to the full. The appropriate curing time was 8 - 10 h. The removal rates of COD, NH3-N in water, organic matter, sulfides in sediment were 66％ , 52％, 57％ and 82％in 20days. [ Conclusion ] Slag from power plant was a kind of immobilized-microbe carrier fit for aquaculture. But it must choose appropriate solid-liquid ratio so as to avoid the impact on water load from the residual culture medium.
Fe-C微电解-Fenton耦合固定化微生物技术处理垃圾渗滤液
Fe-C微电解-Fenton耦合固定化微生物技术处理垃圾渗 滤液 Fe/C微电解-Fenton耦合固定化微生物技术处理垃圾渗滤液 垃圾渗滤液是生活垃圾经过渗滤而产生的含有高浓度有机物和毒性物质的废水，其处理成为城市生活垃圾管理的一项重要任务。传统的物理化学方法处理垃圾渗滤液成本高，且效果不尽人意。在这种背景下，Fe/C微电解-Fenton耦合固定化微生物技术成为一种新型的、高效的处理垃圾渗滤液的方法。本文将详细介绍该技术原理及其应用，在国内外都取得了广泛的关注和应用。 Fe/C微电解-Fenton耦合固定化微生物技术是将微生物固定化在载体上，通过微生物对垃圾渗滤液中的有机物进行降解，同时利用Fe/C微电解和Fenton反应生成的活性氧对固定化微生物表面附着的有机物进行进一步降解的方法。该技术充分利用了微生物降解与化学氧化的协同作用，使得有机物的降解效果大大提高。此外，通过微生物的固定化，可以有效地解决微生物难以定向传质和损失的问题，同时降低了微生物的运行成本。 Fe/C微电解-Fenton耦合固定化微生物技术处理垃圾渗滤液的工艺流程如下：首先，将垃圾渗滤液通过预处理系统，去除其中的大颗粒杂质和混凝剂。然后，将经过预处理的垃圾渗滤液进入到一个移动床生物反应器中，通过微生物去除有机物质。在移动床生物反应器中，微生物固定化在载体上，与流经的垃圾渗滤液进行接触。微生物通过降解有机物，将其转化为无机物和二氧化碳。而在微生物降解有机物的同时，Fe/C微
电解-Fenton处理系统也被激活。该系统利用Fe/C微电解生 成的铁离子（Fe3+）和过氧化氢（H2O2）进行一系列Fenton 反应。在Fenton反应中，活性氧被产生出来，并通过微生物 附近的Fe/C载体进行进一步化学氧化。这种协同作用使得有 机物的降解效果更加显著，主要有机物可以在短时间内被彻底降解。 通过实验证明，Fe/C微电解-Fenton耦合固定化微生物技术对处理垃圾渗滤液具有显著效果。以具有高浓度有机物的垃圾渗滤液为对象，该技术对COD、BOD和氨氮的去除率分别可 以达到90%、80%和70%以上。同时，电解Fenton反应产生的 活性氧对微生物的增殖和代谢也起到了抑制作用，放大了微生物的降解效果。实际运行结果表明，该技术在处理垃圾渗滤液后，出水达到了国家对废水排放标准的要求。 总之，Fe/C微电解-Fenton耦合固定化微生物技术是处理垃圾渗滤液的一种新型、高效、低成本的方法。该技术通过协同作用，使得有机物在短期内得到彻底降解，同时解决了微生物传质和损失的问题，在国内外具有广泛的应用前景。该技术的推广应用对改善城市生活垃圾处理工作，提高水环境质量具有重要意义 通过实验验证，Fe/C微电解-Fenton耦合固定化微生物技术对处理垃圾渗滤液具有显著效果。该技术在短时间内可以达到高去除率，对COD、BOD和氨氮的去除率分别可以达到90%、80%和70%以上。同时，该技术还能抑制微生物的增殖和代谢，放大微生物的降解效果。实际运行结果表明，该技术可以达到国家对废水排放标准的要求。综上所述，Fe/C微电解-Fenton 耦合固定化微生物技术是一种新型、高效、低成本的处理垃圾
多孔陶瓷的微生物固定化性能分析及探讨
多孔陶瓷的微生物固定化性能分析及探讨摘要：本文针对生物固定化技术及其在废水处理的工程中常见的，结 合多孔陶瓷制备技术的状况，论述了作为生物固定化载体的多孔陶瓷应具 备的性能及其改进措施，说明了多孔陶瓷固定化生物的各种机理，指出了 多孔陶瓷固定化生物技术的发展趋势，即实现连续处理和生产设备小型化。 关键词：生物固定化废水处理多孔陶瓷载体 1前言 多孔陶瓷材料是在材料成形与烧结的过程中通过控制孔径大小和分布 而形成的一类陶瓷产品。由于其共价键和复杂离子键的键合以及复杂的晶 体结构而具有耐高温、耐腐蚀、热稳定性好的特点，并且可以通过对其孔 隙率和孔径的调节而使之具有良好的表面特性。根据气孔的类型，可以将 多孔陶瓷分为开气孔和闭气孔两种，前者的气孔都是相互贯通并与外界环 境相连，而后者的则是相互孤立地被封闭在陶瓷体内，在不同的场合它们 分别有不同的用途，反过来，多孔陶瓷用途的多异性也对其孔径的变化范 围提出了不同的要求。从19世纪60年代初始发展至今，多孔陶瓷就一直 倍受生物、环保领域科研人员的青睐，这是因为它作为生物催化剂的载体 具有无毒害作用、稳定性优异、传质性能好、机械强度高、生物亲合性好、操作简单、价廉易得等优点[1,2]，而且，随着多孔陶瓷造孔技术、发泡 技术、强度控制技术、孔隙率控制技术、孔径控制技术的发展，以多孔陶 瓷作为生物催化剂载体的生物固定化技术将会更加广泛地被应用在生物生 产上。 生物固定化技术就是用化学或物理的将游离细胞定位于材料的限定空 间中，并使其保持生物活性且可反复利用的生物技术[3]。被采用得最多
的固化方法有：包埋法、吸附法、交联法和膜截留法。其中包埋法虽然容易操作但会对微生物产生较大的伤害（热伤害、毒物伤害等），它的应用主要还是停留在试验改进阶段，采用后三种方法对微生物的伤害会小些，但固定化载体材料的制造难度较大，其工程应用很受限制。近年来，在纤维素及其衍生物、壳聚糖及其衍生物、凝胶材料、有机合成聚合物等有机高分子材料上进行微生物固定化的较多，生产效率也大大提高，但实际应用中普遍存在材料再生困难、菌种易老化、成本较高等问题，本文将结合生物固定化方法及其在废水处理工程应用中常见问题来探讨生物固定化载体多孔陶瓷的性能。 2利用多孔陶瓷的吸附性能固定化微生物 多孔陶瓷作为一种利用物理表面的新型材料[4]，因为有很高的比表面积而具有较强的吸附性。在废水处理工程应用中，多孔陶瓷载体的通孔孔径宜控制在30～40um[5]之间，载体粒径控制在2～4mm[6]，保证有较高的比表面积，利于吸附，同时也有利于微生物的增殖。提高孔隙率可以提高比表面积从而提高材料的吸附性能，但材料的强度也因此而下降，如果强度太低，材料会因无法经受曝气引起的冲击而破碎，而且微生物在增殖过程中也有可能因充满孔道而将材料胀裂，因此，必须综合这些因素选取一个最佳孔隙率。静电吸附也是多孔陶瓷固定微生物的一个重要机理，载体表面和菌体表面的静电引力有助于微生物的附着[7,8,9]。微生物（比如细菌）在水环境中很容易带上负电荷[10]，其机理如下：①由细菌等电点机理可知，在一般情况下，由于细菌生境的pH若比细菌的等电点高，细菌的游离氨基电离受抑制，游离羧基电离，细菌则带负电荷。如果培养液的pH比细菌的等电点低，细菌的游离，羧基电离受抑制，游离氨基电离，细菌则带正电。在一般的培养过程中，细菌多处于偏碱性(pH为7~7.5)、中性(pH为7)和偏酸性(6