固定化微生物技術在環(huán)境工程中的應用
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1.1固定化微生物在廢水處理中的運用
一般來說，在針對廢水處理的過程中，可以應用的固定化微生物技術主要包括兩種，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上，同時在一些固定的物質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上，合理的利用微生物中所具有的活性物質以及絮狀物質等來進行廢水的處理，使得廢水可以得到有效的凈化。我國的相關專家針對廢水處理中，固定化微生物的應用進行了深入的研究。宋雪等相關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行觀察，從觀察的結果可以看出，在廢水處理中應用固定化的微生物，會使得廢水中存在的有機物質得到有效的降解和轉化，提升廢水處理的效果和質量。除了我國對固定化微生物在廢水處理中的應用進行了深入的研究之外，國外的一些專家也針對這項內容進行了深入的研究。Vanotti等相關的研究人員合理的利用PVA冷凍法來對硝化污泥進行了固定化實驗，從實現(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到567mg/1.d。而在好氧的狀態(tài)下，如果硝化污泥能夠達到一種穩(wěn)定的狀態(tài)，那么CODcr就可以有效的實現(xiàn)對污泥的硝化處理，硝化的有效率可以達到70%以上。這樣的固定化微生物方法，在實際的應用中，不僅可以有效的提升微生物固定化的效果，也可以使得相應的負荷沖擊減輕，使得微生物的固定時間保持在規(guī)定的范圍內。
1.2固定化微生物凈化大氣的研究現(xiàn)狀
國內從20世紀90年代才開始，研究固定化微生物凈化大氣，目前僅有同濟大學、昆明理工大學等少數(shù)機構在研究。同濟大學的馬紅采用固定床反應器，以海藻酸鈉包埋活性污泥進行含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2.93gN/kg固定化濕顆粒#d。同濟大學的邵立明等采用海酸鈉包埋，CaCl2膠聯(lián)法，利用滴濾塔反應器凈化含H2S氣體，最大有效處理H2S的體積負荷可達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行試驗表明：在空塔停留時間不大于13s時，對低濃度甲硫醇氣體(<.2.9mg/m3)的去除率在99.0%以上，對高濃度甲硫醇氣體(>2.4mg/m3)去除率在99.0%以上，當空塔停留時間減少到6.5s時，對低濃度甲硫醇氣體的去除率仍可維持在80.0%，脫臭塔對由于濃度和進氣量升高造成的沖擊負荷具有較強的緩沖能力。
2固定化微生物技術特點和研究方向
2.1固定化微生物技術的應用特點
首先，在環(huán)境工程中，固定化微生物技術在應用的過程中，能夠有效的將微生物的濃度進行有效的提升，也可以使得微生物中存在的活性物質得到有效的增加。利用固定化微生物技術來對廢水實施有效的處理，可以使得水質得到極大的改善。其次，固定化微生物技術可以有效的進行生物育種，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的過程中，所需要的反應容器也相對較小，這樣就可以有效的達到節(jié)省空間的目的。
2.2固定化微生物技術的未來研究方向
固定化微生物技術在環(huán)境工程中的前景是不可估量的，但目前此類技術還存在許多問題有待于研究，相應地就形成了今后一段時間里固定化技術的研究方向。(1)載體是固定化技術的重要組成部分，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到100多天，實際運行要頻繁更換載體，顯然既不經(jīng)濟，運行管理也麻煩。因此進一步開發(fā)新型性能優(yōu)良的固定化載體，對固定化技術的發(fā)展至關重要；(2)對固定化細胞的穩(wěn)定性問題尚缺乏研究，提高固定化細胞的穩(wěn)定性、改善固定化技術處理效果及使用性能也是今后的一個研究重點；(3)實際污染物是一個十分復雜的混合體系，用單一菌種處理一般很難達到要求，因此對于復雜的污染物體系，是采用混合菌還是單一高效菌分級處理，有待于進一步研究；(4)固定化技術目前應用的范圍比較小，如何把基因工程菌和固定化技術結合起來，拓寬可處理污染物的種類，從而使固定化技術可以廣泛地運用于工業(yè)污水、生活廢水處理，應是今后研究的重點；(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，如何改善和調節(jié)固定化微生物顆粒的相對密度也有待于進一步研究。
3結論
綜上所述，在目前的環(huán)境工程中，固定化微生物技術有著廣泛的應用效果，隨著固定化微生物技術在環(huán)境工程中的應用，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，固定化微生物技術的應用，也在一定程度上使得環(huán)境工程得到了更好的發(fā)展。雖然這一技術在實際的應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)境工程的建設中發(fā)揮出更加積極的作用，從而實現(xiàn)環(huán)境工程的高效建設。
作者：劉玉龍 單位：哈爾濱綠怡工程評價與檢測有限責任公司
