固定化微生物技術(shù)及其在污水處理中的應(yīng)用

鄭卓峰 孟云芳

摘 要：固定化微生物技術(shù)在污水處理中應(yīng)用具有較為獨特的優(yōu)勢，是有關(guān)行業(yè)領(lǐng)域中研究和關(guān)注的重要內(nèi)容。本文通過對固定化微生物技術(shù)的特征及類型分析，對固定化微生物技術(shù)在污水處理中的具體應(yīng)用進(jìn)行研究。

關(guān)鍵詞：固定化為生物技術(shù);優(yōu)勢;污水處理;應(yīng)用;研究

在社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展與城市建設(shè)不斷推進(jìn)的影響下，當(dāng)前我國各項建設(shè)與發(fā)展中因城市居民日常生活污水以及工業(yè)生產(chǎn)廢水排放等多種原因引起的水體污染情況日益嚴(yán)重，對城市建設(shè)的持續(xù)推進(jìn)以及社會經(jīng)濟(jì)全面建設(shè)和發(fā)展等，均形成了較大的制約影響。針對這種情況，結(jié)合我國的水污染現(xiàn)狀及其污染發(fā)生原因，采取合理、有效的污染防治措施，加強(qiáng)水體污染對人類生產(chǎn)與生活所產(chǎn)生的不利影響的有效防控，從而促進(jìn)社會經(jīng)濟(jì)建設(shè)與生態(tài)環(huán)境保護(hù)的平衡發(fā)展，是當(dāng)前整個社會共同關(guān)注的重要問題。其中，固定化微生物技術(shù)作為污水處理應(yīng)用的一種有效技術(shù)手段，與傳統(tǒng)的污水處理工藝技術(shù)相比，不僅在抗沖擊負(fù)荷與抗毒害能力等方面表現(xiàn)突出，而且該技術(shù)在污水處理應(yīng)用中的穩(wěn)定性與可重復(fù)利用性等作用優(yōu)勢均十分顯著，應(yīng)用前景十分廣闊。下文將對固定化微生物技術(shù)在污水處理中的具體應(yīng)用進(jìn)行研究，以供參考。

1固定化微生物技術(shù)及其分類分析

固定化微生物技術(shù)最早出現(xiàn)于上世紀(jì)70年代的后期，它是利用物化方式實現(xiàn)微生物在載體上的固定，并使其在某一特定的區(qū)域和空間內(nèi)呈現(xiàn)出高度富集的狀態(tài)，從而對污水處理的有關(guān)需求進(jìn)行滿足的一種新型生物技術(shù)。當(dāng)前在污水處理中應(yīng)用的固定化生物技術(shù)主要包含固定化酶以及固定化細(xì)胞技術(shù)兩種不同的類型，該技術(shù)在污水處理中應(yīng)用，不僅所制作的固定化小球不容易發(fā)生溶解，而且具有微生物密集度高與活性強(qiáng)、能夠重復(fù)利用、固定化的微生物環(huán)境適應(yīng)性較強(qiáng)、抗毒害能力較強(qiáng)等特征優(yōu)勢，與游離微生物相比進(jìn)行污水處理的作用優(yōu)勢更加顯著。有研究顯示，采用固定化微生物技術(shù)進(jìn)行污水處理應(yīng)用，能夠通過固定一種或者是聯(lián)合固定多種優(yōu)勢的功能菌群，來實現(xiàn)對污染水體中的污染有害物質(zhì)進(jìn)行有效處理，以獲取較好的污水處理效果，并且采用固定化微生物技術(shù)進(jìn)行污水處理不會產(chǎn)生次級污染，在實際應(yīng)用中的價值作用和市場前景均十分廣闊。

此外，根據(jù)當(dāng)前對污水處理中應(yīng)用的固定化微生物技術(shù)的具體分類，其主要包含表面吸附處理技術(shù)以及交聯(lián)包埋處理技術(shù)、共價結(jié)合處理基礎(chǔ)、無載體固定化處理技術(shù)、介質(zhì)截留處理技術(shù)等多種不同的技術(shù)方法，其中，以共價結(jié)合處理技術(shù)在各種技術(shù)中的研究和應(yīng)用表現(xiàn)最為突出。需要注意的是，采用固定化微生物技術(shù)進(jìn)行污水處理應(yīng)用中，對固定化載體材料的選擇對整個技術(shù)及其應(yīng)用效果的影響十分關(guān)鍵。一般情況下，固定化微生物技術(shù)中所應(yīng)用的固定化載體材料主要包含人工而合成無機(jī)載體以及天然載體、人工合成有機(jī)高分子聚合物載體、復(fù)合固定化載體等不同類型。其中，天然載體在固定化微生物處理中應(yīng)用，雖然其傳質(zhì)性較好，但由于機(jī)械強(qiáng)度表現(xiàn)較低，再加上載體材料的使用壽命較短等，也存在一定的應(yīng)用局限性;而人工而合成有機(jī)高分子聚合物載體的機(jī)械強(qiáng)度表現(xiàn)較好，但載體材料的傳質(zhì)性相對較差，也會對固定化微生物技術(shù)及其處理應(yīng)用產(chǎn)生一定的不利影響;無機(jī)載體則具有載體材料使用壽命較長以及機(jī)械強(qiáng)度較高、耐酸堿性表現(xiàn)較好等特征優(yōu)勢，但是在固定化微生物處理應(yīng)用中的傳質(zhì)性效果相對較差。因此，當(dāng)前采用固定化微生物技術(shù)進(jìn)行污水處理應(yīng)用中，多會選擇復(fù)合載體作為固定化載體材料，以確保其在污水處理應(yīng)用中的作用和效果。

2固定化微生物技術(shù)在污水處理中的應(yīng)用分析

結(jié)合當(dāng)前國內(nèi)外對固定化微生物技術(shù)及其應(yīng)用的研究，在進(jìn)行固定化微生物技術(shù)的污水處理應(yīng)用分析中，可以從以下幾個方面對其現(xiàn)階段的應(yīng)用情況進(jìn)行分析和論述。

2.1進(jìn)行低碳氮比廢水處理及應(yīng)用

氮素污染在當(dāng)前的水體污染中較為常見，它是指受污染的水體因水質(zhì)的極大改變，導(dǎo)致逐漸產(chǎn)生低碳氮比污染情況。由于低碳氮比污水的來源相對廣泛，的其中包含垃圾滲濾液以及工業(yè)廢水中較為典型的低碳氮比廢水、城市生活污水等多種不同污染水源情況，不僅對社會環(huán)境存在較大的危害影響，也會對人類的日常生活及健康狀況產(chǎn)生威脅。在進(jìn)行低碳氮比污水處理中，傳統(tǒng)的處理方法主要為生物脫氮硝化與反硝化處理等工藝技術(shù)，這類處理方法進(jìn)行污水處理對碳源的需求較高，需要在脫氮處理工藝環(huán)節(jié)通過外加碳源進(jìn)行支持，不僅會造成污水處理的成本和費用增加，同時也導(dǎo)致的污水處理的工藝操作難度更大。針對這一情況，采用固定化微生物技術(shù)進(jìn)行低碳氮比廢水處理，利用固定化微生物技術(shù)中固定化載體材料所保留的上述技術(shù)優(yōu)勢特點，對其在低碳氮比廢水處理中的不足進(jìn)行有效改進(jìn)，從而促進(jìn)固定化微生物技術(shù)在低碳氮比廢水處理中的作用和優(yōu)勢更加顯著，也成為現(xiàn)階段有關(guān)行業(yè)領(lǐng)域研究和關(guān)注的重點。其中，有研究顯示，采用固定化微生物技術(shù)進(jìn)行低碳氮比污水處理的凈化性不僅較好，而且經(jīng)處理后的水體質(zhì)量檢測達(dá)標(biāo)率較高，效果十分顯著。

2.2進(jìn)行含氮生活廢水處理應(yīng)用

采用固定化生物技術(shù)進(jìn)行含氮生活廢水的處理和應(yīng)用，有研究顯示，其作用效果也較為顯著。為驗證固定化微生物技術(shù)對含氮生活廢水的處理應(yīng)用效果，一些研究人員通過在實驗室環(huán)境下設(shè)置采用固定化微生物技術(shù)處理含氮生活廢水的實驗，其中，就有實驗分析顯示，采用固定化微生物技術(shù)和納濾組合工藝相互結(jié)合，進(jìn)行含氮生活污水處理，其廢水中的COD與氨氮去除率均超過99%，并且進(jìn)行污染水體的濁度與色度去除效果也比較顯著;此外，該實驗分析中還顯示，固定化微生物技術(shù)的應(yīng)用，對上述廢水處理工藝具有較強(qiáng)的固定和增強(qiáng)效果。

2.3對印染廢水的處理和應(yīng)用

當(dāng)前，對固定化微生物技術(shù)進(jìn)行印染廢水的處理應(yīng)用，也開展了相應(yīng)的研究和分析，并且其研究結(jié)果也表現(xiàn)較好。與其他的污染水土不同，由于印染廢水的數(shù)量較大，并且廢水的色度與濁度均比較突出，再加上污染物成分較為復(fù)雜，在進(jìn)行污染水體處理中的難度也相對較高。針對這一情況，有研究采用SA包埋固定多菌靈降解菌白菌并用方法進(jìn)行洋紅染料廢水處理應(yīng)用，結(jié)果顯示其在印染加工所產(chǎn)生的染料廢水處理中，對污染水體脫色去除的有效率達(dá)到96%，效果較為顯著。

2.4進(jìn)行含氮畜禽養(yǎng)殖廢水處理和應(yīng)用

在各類污染水體中，畜禽養(yǎng)殖所產(chǎn)生的廢水，其中不僅含有較高濃度的氨氮成分，而且被污染水體中還存在大量的病菌，會對周圍的潔凈水體形成較大的污染影響，是污水治理中研究和關(guān)注的重點。對固定化微生物技術(shù)在含氮畜禽養(yǎng)殖廢水處理中的應(yīng)用，根據(jù)國家對規(guī)模化養(yǎng)殖場水體污染的排放標(biāo)準(zhǔn)及有關(guān)要求，已經(jīng)開展了一些相應(yīng)的技術(shù)研究，并且取得了較好的成效。其中，有學(xué)者采用PVA-人工沸石包埋吸附硝化細(xì)菌方法在畜禽養(yǎng)殖廢水處理中應(yīng)用，結(jié)果顯示上述技術(shù)進(jìn)行有關(guān)廢水處理的NH4+-H去除有效率超過90%。由此可見，采用固定化微生物技術(shù)進(jìn)行含氮畜禽養(yǎng)殖廢水處理的應(yīng)用效果也比較顯著。

3結(jié)束語

總之，對固定化微生物技術(shù)及其在污水處理中的應(yīng)用研究，有利于促進(jìn)對固定化微生物技術(shù)的污水處理應(yīng)用價值作用額和優(yōu)勢進(jìn)行充分把握，從而在污水處理實踐中合理選擇和推廣，提高對污水處理的效果，有效預(yù)防和控制水污染對社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展與人類生產(chǎn)、生活的不利影響，具有十分顯著的研究價值和作用。

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