微生物固定化载体
固定化微生物技术及其在污水脱氮方面的应用
固定化微生物技术及其在污水脱氮方面的应用固定化微生物技术是一种将微生物细胞固定在一定载体上用于污水处理的技术。
随着环境污染问题日益凸显，固定化微生物技术在污水处理领域得到了广泛应用，其中在污水脱氮方面的应用尤为突出。
本文将从固定化微生物技术的原理和应用以及在污水脱氮方面的具体应用进行介绍。
一、固定化微生物技术的原理和应用固定化微生物技术是利用载体将微生物固定在一定位置，使其在一定范围内活动，有效利用微生物的代谢活性来处理污水中的有机物、氨氮、磷等物质。
常见的载体有多孔陶瓷、多孔玻璃、发泡塑料、植物渣等。
固定化微生物技术在污水处理中的应用主要有以下几个优点：1. 提高微生物的稳定性和抗冲击能力：微生物固定在载体上后，可以减少外界环境因素对微生物的影响，提高微生物的稳定性和抗冲击能力。
2. 提高微生物的代谢效率：固定化微生物技术可以使微生物在载体上形成一定密度，有利于微生物与底物的接触，从而提高微生物的代谢效率。
3. 增加微生物的保存性：通过固定化技术，可以使微生物在较长时间内保持生物学活性，减少了频繁接种的次数，提高了微生物的使用寿命。
氮是污水中主要的污染物之一，其中的氨氮和硝态氮是最主要的问题。
氨氮和硝态氮是水质中的两种重要氮源，对生态环境和人体健康都具有较大危害。
固定化微生物技术在污水脱氮方面的应用主要包括以下几种方式：1. 厌氧氨氮去除：通过将微生物固定在厌氧颗粒中，形成厌氧颗粒污泥床反应器，可以有效去除污水中的氨氮。
此种方法适用于富集和分离厌氧细菌群，提高氨氮的去除效率。
2. 低温硝化：低温硝化是指在低温条件下将氨氮氧化成硝态氮。
通过固定化微生物技术，可以将低温硝化微生物固定在一定载体上，在寒冷季节或寒冷地区，依然能够高效去除氨氮。
3. 排水塔工程：在城市污水处理厂的氨氮去除工程中，排水塔是一个重要的环节。
通过固定化技术，在排水塔中保存一定数量的高效硝化细菌，可以提高氨氮的氧化速率和硝态氮的去除效率。
微生物固定化网状聚氨酯载体的研制
ｔ
Ｐ Ｐ质 Ｏ 量／ ｇ Ｏ ２ Ｏ ３ ０ ４ ０
成 网性 后 处 理 中 被 破坏 ， 不 能 网 化 部 分 网 化 ， 分损 毁 部 完 全 网 化 ， 坏很 少 损 完 全 网 化 ， 易 碎 但
表 观 密 度／ ｋ ｇ・ｍ一 ３ ２ Ｏ ２ ２ ２ ５ ２ ９
采用 一 步法 工艺 制备 聚氨 酯软 泡 。首先按 配 方 量 将 多元醇 和各 种助 剂置 于容 器 内 ， 搅拌 均 匀 ， 将 再 物 理发 泡剂 二氯 甲烷 和 异氰 酸 酯 倒 人 容器 内 ， 一 在 定 的搅 拌转 速 下混 合 均 匀 ， 速 倒 人 自制 发 泡 箱 中 迅 发泡 ， 熟化后 切 割得 到用 于 网化 的软泡 。
网化处 理 的方法 有浸 渍法 、 炸法 、 汽水解 法 爆 蒸 和热 空气法 等 ， 内通常 采用 碱液 浸泡 的方 法 ， 生 国 产 的污水 难 以 回收 处理 ， 污染 较 大 。 笔 者采 用 无 污 染 的爆 炸法 网化 处理工 艺 。爆 炸法 是利用 爆 炸性 气体 产生 的瞬 间能 量和 高 温 ， 使 聚 氨 酯 泡 沫 塑料 泡 孔 促
表１ 列出聚氨酯软泡的基本配方 ， 其中 Ｔ Ｉ Ｄ 指 数为 ８ Ｏ一１Ｏ １。
表 ｌ 聚氨醣软泡的基本配方
材料 用量／ 份
常用 的载体材 料… ， 此类 载体 由于 密度接近于水 ，
无需 固定支 架 ， 是一类 很有 发展 前途 的载 体 。
网状 聚 氨酯 泡 沫 塑料 因具 有 亲水 性 强 、 比表 面
１４ ． 网化 处 理 工 艺
网状 聚氨酯 载体 的研 究 ， 至 今生 产 技 术 仍 不 够 成 但 熟 。针对现 状 ， 笔者 对 网状 聚 氨酯 泡沫 塑 料 的 制 备工 艺 、 响 因 素等 进 行 研 究 ， 对 其 应 用 进 行 实 影 并
固定化微生物技术在环境工程中的应用研究进展
环境生态huan jing sheng tai155固定化微生物技术在环境工程中的应用研究进展◎严家强摘要：固定化微生物技术在环境工程中的应用发挥了重要作用。
在废水处理中，固定化微生物细胞的作用远大于分散微生物的作用。
目前，固定化微生物技术在废水、大气和土壤环境工程的处理过程中得到了有效应用。
基于此，本文总结固定化微生物载体的选择，阐述了固定化微生物技术的应用和发展过程。
关键词：固定化微生物；环境工程；研究进展由于这项技术不需要从细胞中提取纯化酶，酶的活性只会略有损失。
相关研究表明，固定化微生物具有微生物损失少、反应速度快、操作简便等优点。
随着环境污染的日益加重，固定化微生物技术广泛应用于环境研究中，特别是废水处理。
经过多年的理论和实践研究，目前我国固定化微生物技术在环境治理方面取得了一定的成果。
一、微生物固定化的方法和载体微生物固定化的方法。
目前，微生物固定化的形式多样，但大致可分为四种：包埋法、吸附法、连接法和共价结合法。
第一，就包埋法而言将微生物限制在凝胶的微小格子或者受限的空间里使微生物细胞在多孔介质中扩散进入载体内部，让基质深入，产物分散。
包埋法固定化的操作比较简单，对微生物活性的影响很小，颗粒强度大，是目前应用较多的一种方法。
但是会在一定程度上阻止底物和氧气的扩散，不适合大分子底物；第二，吸附法是通过带电微生物细胞与载体之间的静电、表面张力和粘附力的作用进行的，使微生物细胞附着在载体表面形成生物膜。
该方法是物理吸附，操作简便，条件温和，微生物固定化过程有对细胞活性影响不大，但固定化微生物数量受载体类型和表面的限制，组合不够牢固，响应稳定性和重复性低；第三，交联法，也称为无载体固定化法，是利用微生物中酶分子的氨基和羟基，与分子功能相关者反应形成共价键，在微生物之间形成网络结构，实现微生物的不动性。
可分为物理施肥和化学施肥[1]。
第一种是指在微生物培养过程中培养条件的改变，使细菌之间直接造粒和固定，同时形成合适的代谢环境。
em菌 酵 原理
em菌酵原理em菌酵是一种利用有益微生物的发酵过程，可以用于有机废弃物的处理和土壤改良。
em菌酵的原理是通过控制不同种类微生物的相互作用，促进有机物的降解和转化。
em菌酵的核心是固定化微生物技术，通过将有益微生物固定在某种载体上，形成颗粒状的酵素团聚体。
这样一来，微生物可以在固定化载体上生长和繁殖，从而提高酵素的活性和稳定性。
em菌酵的过程可以分为两个关键步骤：有机物的降解和转化。
首先，有机废弃物被添加到发酵系统中，然后通过微生物的作用，有机物被分解为较小的分子。
这些分子进一步被微生物转化为有机酸、酶和其他有益物质。
em菌酵中的有益微生物包括乳酸菌、酵母菌和光合细菌等。
它们分别具有不同的代谢能力，可以协同作用来优化发酵过程。
例如，乳酸菌可以产生乳酸，抑制有害微生物的生长；酵母菌可以产生酶，加速有机物的降解；光合细菌可以利用光能进行光合作用，产生有机酸和氧气。
em菌酵的应用非常广泛。
在有机废弃物处理方面，em菌酵可以有效降解和转化各种有机废弃物，如厨余垃圾、农业废弃物和畜禽粪便等。
这样不仅可以减少废弃物的污染和排放，还能产生有机肥料和生物能源。
在土壤改良方面，em菌酵可以改善土壤结构和质地，增加土壤的肥力和保水能力。
通过添加em菌酵剂，可以增加土壤中有益微生物的数量和活性，促进土壤的生物活性和养分循环。
除了有机废弃物处理和土壤改良，em菌酵还可以应用于水体修复和环境保护。
通过添加em菌酵剂，可以改善水体的水质，降低水中有害物质的浓度。
同时，em菌酵剂还可以降解污水中的有机物和重金属，减少对环境的污染。
em菌酵是一种利用有益微生物的发酵技术，可以用于有机废弃物的处理和土壤改良。
其原理是通过固定化微生物的技术，促进有机物的降解和转化。
em菌酵的应用非常广泛，可以应用于废弃物处理、土壤改良、水体修复和环境保护等领域。
通过em菌酵，我们可以实现废物资源化利用，保护环境，推动可持续发展。
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。
微生物固定化技术的应用
微生物固定化技术的应用
微生物固定化技术是一种利用特定载体将微生物固定在其中，从而形
成固定化生物反应器的技术。
这种技术被广泛应用于生物处理、食品工业、制药工业、环境工程等领域，以下是一些应用方面的具体例子：
1.生物废水处理：利用固定化微生物反应器对污水进行处理，可降解
污水中的有机物和氮化物，减少污染物的排放。
2.食品工业：利用固定化酶和微生物进行制酸、发酵等过程，提高产
品质量和生产效率。
3.制药工业：利用固定化细胞或酶制备药物，提高出药率和产量，减
少废水和废气的排放。
4.处理重金属污染：固定化微生物对重金属污染进行处理，从废水中
去除重金属离子，减少对环境的污染。
5.土壤修复：利用固定化微生物对污染土壤进行修复，可以去除土壤
中的有害物质，恢复土壤质量。
6.生产生物能源：利用固定化微生物进行生物燃料和生物气体的生产，提高能源利用率和环保性。
总之，微生物固定化技术可以为许多领域带来更加有效和环保的解决
方案，是一种十分有用的生物技术。
微生物固定化技术的应用
微生物固定化技术的应用
微生物固定化技术是一种将微生物细胞或酶固定在载体上的技术，可以用于生物催化、废水处理、食品加工等领域。
这种技术的应用已经得到了广泛的关注和研究。
在生物催化方面，微生物固定化技术可以用于生产生物柴油、生物酒精、生物酸等。
通过将微生物固定在载体上，可以提高微生物的稳定性和活性，从而提高生产效率和产量。
此外，微生物固定化技术还可以用于生产生物降解剂，用于处理有机废水和固体废弃物。
在废水处理方面，微生物固定化技术可以用于处理含有高浓度有机物的废水。
通过将微生物固定在载体上，可以提高微生物的附着能力和生长速率，从而提高废水处理效率。
此外，微生物固定化技术还可以用于处理含有重金属的废水，通过微生物的吸附和生物转化作用，将重金属离子转化为无害的物质。
在食品加工方面，微生物固定化技术可以用于生产酸奶、酒精饮料、酱油等。
通过将微生物固定在载体上，可以提高微生物的稳定性和活性，从而提高产品的品质和口感。
此外，微生物固定化技术还可以用于生产发酵剂，用于加速食品的发酵过程。
微生物固定化技术是一种非常有前途的技术，可以用于生产、环保、食品等多个领域。
随着技术的不断发展和完善，相信微生物固定化技术的应用前景会越来越广阔。
包埋固定化微生物技术 -回复
包埋固定化微生物技术-回复什么是包埋固定化微生物技术？包埋固定化微生物技术（immobilization technology）是一种将微生物固定在材料上的技术，使其在特定环境中持续活跃地发挥作用。
这种技术可以将微生物与多种载体材料结合，形成微生物固定化系统，提供更稳定、可控的条件，使微生物在不同应用领域中发挥最佳效果。
在环境保护、生物工程、制药等领域得到广泛应用。
包埋固定化微生物技术的原理和方法：1. 选择适当的载体材料：常用的载体材料包括海藻酸钙、聚苯胺、海绵、水凝胶等。
这些材料具有良好的亲水性和孔隙结构，能有效固定和保护微生物。
2. 准备载体材料：将载体材料进行处理，使其更适合于微生物的附着和生长。
例如，将海绵切割成合适大小的块状或片状，与微生物接触的表面进行处理，增加载体与微生物的接触面积。
3. 固定化微生物：将选定的微生物与载体材料接触，通过各种方法使其附着在载体表面或进入载体内部，形成微生物固定化系统。
常用的方法包括吸附、胶凝、包埋等。
4. 包裹和固定：将微生物固定化系统进行包裹和固定。
可以使用多种方法，如交联、烘烤、冷冻等，以提高固定性和稳定性。
同时，还可以对包埋的微生物进行一些预处理，如细胞膜透性调节、滤液或固体底物的初始降解等。
包埋固定化微生物技术的应用：1. 环境保护：在废水处理、废气治理等环境保护领域中，包埋固定化微生物技术可以有效去除有毒有害物质，减少污染物对环境和人体的危害。
2. 生物工程：包埋固定化微生物技术在工业酶制剂生产、醇燃料生产等生物工程领域中具有重要的应用价值。
通过固定化微生物，提高酶的稳定性和反应效率，降低生产成本。
3. 制药工业：包埋固定化技术在制药工业中常用于微生物的发酵产物提取和纯化过程中，有效提高产品质量和产量，并减少生产过程中的废耗。
4. 医疗健康：包埋固定化微生物技术在医疗健康领域中也有潜在的应用。
例如，可以将微生物固定化系统应用于药物控释系统中，用于肿瘤治疗、糖尿病治疗等。
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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。