固定化微生物技術(shù)在環(huán)境工程中的應(yīng)用

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1固定化微生物技術(shù)在環(huán)境工程中的應(yīng)用

1.1固定化微生物在廢水處理中的運(yùn)用

一般來說，在針對廢水處理的過程中，可以應(yīng)用的固定化微生物技術(shù)主要包括兩種，一種是活性污泥法，另外一種就是生物膜法。而微生物主要是分布在菌膠團(tuán)上，同時在一些固定的物質(zhì)是能夠也有一定的分布。而微生物這樣的分布方法，并不是靠人工完成的，而是自然形成的。在1980年，人們開始進(jìn)行人工固定化微生物的研究，將微生物固定在特定的空間網(wǎng)絡(luò)中，減少菌體的脫落現(xiàn)象，使得微生物可以長期的固定在一個載體上，并且保持較高的濃度。同時，在保障微生物固定化的基礎(chǔ)上，合理的利用微生物中所具有的活性物質(zhì)以及絮狀物質(zhì)等來進(jìn)行廢水的處理，使得廢水可以得到有效的凈化。我國的相關(guān)專家針對廢水處理中，固定化微生物的應(yīng)用進(jìn)行了深入的研究。宋雪等相關(guān)的研究人員主要利用活性炭來作為酵母，將其混入到菌群中，在低氧狀態(tài)下以及好氧狀態(tài)下對菌群的變化情況進(jìn)行觀察，從觀察的結(jié)果可以看出，在廢水處理中應(yīng)用固定化的微生物，會使得廢水中存在的有機(jī)物質(zhì)得到有效的降解和轉(zhuǎn)化，提升廢水處理的效果和質(zhì)量。除了我國對固定化微生物在廢水處理中的應(yīng)用進(jìn)行了深入的研究之外，國外的一些專家也針對這項內(nèi)容進(jìn)行了深入的研究。Vanotti等相關(guān)的研究人員合理的利用PVA冷凍法來對硝化污泥進(jìn)行了固定化實(shí)驗，從實(shí)現(xiàn)中可以看出，利用該冷凍方法，可以使得硝化污泥能夠有效的固定在聚乙烯醇小球上，這樣就可以利用這種方法來對一些養(yǎng)殖業(yè)的廢水進(jìn)行處理。從研究觀察中可以了解到，在固定時間為4h的時候，則硝化污泥的有效率可以達(dá)到567mg/1.d。而在好氧的狀態(tài)下，如果硝化污泥能夠達(dá)到一種穩(wěn)定的狀態(tài)，那么CODcr就可以有效的實(shí)現(xiàn)對污泥的硝化處理，硝化的有效率可以達(dá)到70%以上。這樣的固定化微生物方法，在實(shí)際的應(yīng)用中，不僅可以有效的提升微生物固定化的效果，也可以使得相應(yīng)的負(fù)荷沖擊減輕，使得微生物的固定時間保持在規(guī)定的范圍內(nèi)。

1.2固定化微生物凈化大氣的研究現(xiàn)狀

國內(nèi)從20世紀(jì)90年代才開始，研究固定化微生物凈化大氣，目前僅有同濟(jì)大學(xué)、昆明理工大學(xué)等少數(shù)機(jī)構(gòu)在研究。同濟(jì)大學(xué)的馬紅采用固定床反應(yīng)器，以海藻酸鈉包埋活性污泥進(jìn)行含NH3臭氣處理，氣相NH3去除率大于92%，硝化速度大于0.63gN/kg固定化濕顆粒#d。硝化速度最高可達(dá)2.93gN/kg固定化濕顆粒#d。同濟(jì)大學(xué)的邵立明等采用海酸鈉包埋，CaCl2膠聯(lián)法，利用滴濾塔反應(yīng)器凈化含H2S氣體，最大有效處理H2S的體積負(fù)荷可達(dá)6000-6500g/(m3#d)，凈化效率保持在87%以上，袁志文等采用固定化微生物處理含甲硫醇惡臭氣體，顆粒填充床生物脫臭塔運(yùn)行試驗表明：在空塔停留時間不大于13s時，對低濃度甲硫醇?xì)怏w(<.2.9mg/m3)的去除率在99.0%以上，對高濃度甲硫醇?xì)怏w(>2.4mg/m3)去除率在99.0%以上，當(dāng)空塔停留時間減少到6.5s時，對低濃度甲硫醇?xì)怏w的去除率仍可維持在80.0%，脫臭塔對由于濃度和進(jìn)氣量升高造成的沖擊負(fù)荷具有較強(qiáng)的緩沖能力。

2固定化微生物技術(shù)特點(diǎn)和研究方向

2.1固定化微生物技術(shù)的應(yīng)用特點(diǎn)

首先，在環(huán)境工程中，固定化微生物技術(shù)在應(yīng)用的過程中，能夠有效的將微生物的濃度進(jìn)行有效的提升，也可以使得微生物中存在的活性物質(zhì)得到有效的增加。利用固定化微生物技術(shù)來對廢水實(shí)施有效的處理，可以使得水質(zhì)得到極大的改善。其次，固定化微生物技術(shù)可以有效的進(jìn)行生物育種，利用生物育種，可以使得一些較難區(qū)分的微生物以及污染物有效的區(qū)分開來。再次，微生物在進(jìn)行固定化處理后，微生物本身所具有的抗毒性會得到明顯的提高，有效的防止了病毒對微生物的侵害。最后，微生物在固定化反應(yīng)的過程中，所需要的反應(yīng)容器也相對較小，這樣就可以有效的達(dá)到節(jié)省空間的目的。

2.2固定化微生物技術(shù)的未來研究方向

固定化微生物技術(shù)在環(huán)境工程中的前景是不可估量的，但目前此類技術(shù)還存在許多問題有待于研究，相應(yīng)地就形成了今后一段時間里固定化技術(shù)的研究方向。(1)載體是固定化技術(shù)的重要組成部分，而目前載體價格仍然令人難以承受。而且一般固定化微生物半衰期較長的也僅能達(dá)到100多天，實(shí)際運(yùn)行要頻繁更換載體，顯然既不經(jīng)濟(jì)，運(yùn)行管理也麻煩。因此進(jìn)一步開發(fā)新型性能優(yōu)良的固定化載體，對固定化技術(shù)的發(fā)展至關(guān)重要；(2)對固定化細(xì)胞的穩(wěn)定性問題尚缺乏研究，提高固定化細(xì)胞的穩(wěn)定性、改善固定化技術(shù)處理效果及使用性能也是今后的一個研究重點(diǎn)；(3)實(shí)際污染物是一個十分復(fù)雜的混合體系，用單一菌種處理一般很難達(dá)到要求，因此對于復(fù)雜的污染物體系，是采用混合菌還是單一高效菌分級處理，有待于進(jìn)一步研究；(4)固定化技術(shù)目前應(yīng)用的范圍比較小，如何把基因工程菌和固定化技術(shù)結(jié)合起來，拓寬可處理污染物的種類，從而使固定化技術(shù)可以廣泛地運(yùn)用于工業(yè)污水、生活廢水處理，應(yīng)是今后研究的重點(diǎn)；(5)固定化顆粒的相對密度是影響處理效果的一個不可忽略的因素，如何改善和調(diào)節(jié)固定化微生物顆粒的相對密度也有待于進(jìn)一步研究。

3結(jié)論

綜上所述，在目前的環(huán)境工程中，固定化微生物技術(shù)有著廣泛的應(yīng)用效果，隨著固定化微生物技術(shù)在環(huán)境工程中的應(yīng)用，在一定程度上改善了環(huán)境，使得環(huán)境污染得到了有效的治理，同時，固定化微生物技術(shù)的應(yīng)用，也在一定程度上使得環(huán)境工程得到了更好的發(fā)展。雖然這一技術(shù)在實(shí)際的應(yīng)用中還具有一定的弊端，但是只要明確其發(fā)展的方向，對其進(jìn)行有效的改善和創(chuàng)新，就能夠使得其在環(huán)境工程的建設(shè)中發(fā)揮出更加積極的作用，從而實(shí)現(xiàn)環(huán)境工程的高效建設(shè)。

作者：劉玉龍 單位：哈爾濱綠怡工程評價與檢測有限責(zé)任公司