固定化微生物污水处理技术马欣

固定化微生物污水处理技术马欣

马欣

安徽中环环保科技股份有限公司安徽合肥230051

摘要：随着人们对污水处理的不断深入研究和实践，国内外利用微生物治理环境的产品与日俱增。但迄今为止，国内外的微生物制剂多为水剂或粉剂，真正的微生物固定化产品并不多，包括人造生物膜产品大部分存在着名不副实，存在易流失、有效期短、效果不稳定、应用成本高等弊端，从而限制了其功能的充分发挥。

关键词：固定化微生物技术；污水处理；研究进展

引言：

微生物固定化是生物工程领域的一项新兴技术，通过化学或物理的方法将游离细胞或酶定位在特定范围内，以保留其催化活性，该技术是一种能够连续并重复使用的先进的生物工程技术。

1固定化微生物技术与其它环境治理技术相比，具有以下特点

1)微生物固定化可以保持反应器内微生物的高浓度和高活性，有助予提高污染物的处理负荷和去除效率；2)采用固定化微生物技术的工艺，污泥产量低，减轻了后续污泥处置的负担；3)微生物固定化形成颗粒态，利于沉淀过程的泥水分离；4)将具有降解某些难降解有机物特性的微生物固定化，可有效处理某些行业废水；5)微生物固定化对有毒物质的承受能力强，稳定性好；6)微生物固定化处理，简化了工艺，节省污染治理的投资费用和运行费用。因此，在环境污染治理方面正对固定化微生物技术进行着广泛的研究和深入的探讨。

2固定化微生物技术在生物污水处理中的应用

2.1固定化微生物对低碳氮比废水的处理

随着社会经济的发展，人们生活水平的提高，当前水体中氮素污染越来越严重，污水水质发生了极大变化，逐渐出现了低碳氮比污水。低碳氮比污水来源比较广泛，有来自城市生活污水、垃圾渗滤液、工业废水等较典型的低碳氮比污水，还有来自于化肥厂、石油化工厂、有色金属冶金厂、食品加工厂和养殖厂等不同行业的高浓度氨氮废水，这些污水对人类生活和社会环境产生极大危害，因此对此类废水的处理成为亟待解决的问题。传统的生物脱氮硝化反硝化需要充足的碳源，对于C/N低的污水在脱氮时需外加碳源，这样既增加了处理费用，又增大了废水处理的操作难度。

2.2处理含高浓度有机物的废水

高浓度有机废水从生物反应动力学的角度分析，需要在反应器中提供高浓度微生物，但是常规工艺中因为HRT与SRT之间的矛盾，造成有机物去除率低。利用固定化微生物技术可以解决这种矛盾，为高浓度有机废水提供足够的微生物浓度和酶活性。张洁辉等采用多孔聚丙烯酰胺共聚物作为载体来固定化厌氧微生物，研究了胺解试剂、胺解时间和载体孔的结构对产甲烷的影响。实验结果表明，固定化厌氧微生物性能优良，固定效果优于未胺解的多孔聚丙烯酰酯和活性炭。研究了软性纤维材料固定光合细菌连续处理发酵废液，取得良好的处理效果。使用海藻酸钙包埋假丝酵母菌，处理高浓度乙醛和醋酸废液，COD去除率最高达95．5％，工艺简单，高效快速。采用吸附包埋法对甲烷八叠球菌进行固定，用人工配制的高浓度有机废水对固定化的甲烷八叠球菌特性展开研究。试验数据表明，COD负荷可达14．7kg／(in3•d)，最高去除率为94．29％，最小水力停留时间为16．4h，甲烷含量为65％。73％。运行期间固定化介质不上浮，不膨胀，具有良好的传质和脱气性能。

2.3处理废水中的重金属

微生物固定化后，稳定性加强，对外界环境的抗干扰和抗冲击能力大大提高。废水中的重金属离子对微生物有毒害作用，主要是因为微生物的细胞表面的基团与重金属离子发生化学反应，改变了微生物的生化特性，抑制了微生物酶的活性，但是这些反应同时是微生物富集重金属的过程，将废水中的重金属转移到污泥中便于后续处理。研究了固定化产黄青霉废菌颗粒吸附Pb2+，最佳pH值为5。5．5，Pb2+的初始浓度与吸附剂量之比对吸附的影响很大，EDTA是洗脱吸附在固定化产黄青霉废菌颗粒上Pb2+的最佳洗脱试剂。

2.4含氮生活污水的处理

利用PVA载体固定硝化细菌的氨氧化速率高于只投加硝化菌的一倍。研究表明，富集硝化细菌污泥并选用PVA载体，再投加粉末活性碳固定硝化细菌处理氨氮含量为每升45mg的生活污水，在24h后可以达到82．5%的有效去除率。另外，利用丙烯酰胺固定化硝化细菌，丙烯酰胺与包菌量分别为12．5%、5%、pH值为8．5、颗粒质量为4g的工艺组合能够达到70%的氨氮去除率。采用PVA冷冻法把硝化污泥固定在聚乙烯醇小球内，用来处理养猪废水。。

2.5固定化微生物对印染废水的处理

印染废水水量大，色度、浊度大，污染物比较复杂，采用固定化微生物技术处理该类废水，已取得一定的成绩。采用SA包埋固定多菌灵降解菌白菌并用来处理洋红染料废水，对洋红印染废水的脱色率达96%；用固体化脱氮菌颗粒处理低、中、高3种不同浓度的含氮废水，发现在高浓度含氮印染废水处理中具有显著的效果，当处理氨氮质量浓度为200mg/L的印染废水时，固定化脱氮菌降解氨氮能力到达80%左右的去除效率；当处理氨氮质量浓度为366mg/L的印染废水时，12h氨氮去除率为71%左右，16h氨氮去除率达到80%以上；采用固定化微生物处理印染模拟废水，对COD和色率的平均去除率分别在90%和70%以上。

2.6含氮磷废水处理

在废水的生物脱氮方面，固定化技术有着重要的意义。曹国民.6I报道了一种单级生物脱氮新技术，即以廉价的PVA为载体，采用循环冷冻法把固定化细胞制成平板膜状，固定于膜中的硝化菌将氨氧化为亚硝酸氮和硝酸氮，随即被同一膜中的反硝化菌还原成N2。硝化菌与反硝化菌混合固定于膜内时的氨氧化速率约为硝化菌单独固定时的二倍。刘敏敏•7l采用三种固定化方法，生物活性炭(BAC)、海藻酸钙包埋微生物(IM)、海藻酸钙包埋生物活性炭颗粒(IBAC)对生活污水的处理效果进行比较研究。结果表明，海藻酸钙包埋生物活性炭处理废水的效果最优。

3微生物固定化应用于生活污水处理的发展展望

微生物固定化虽然具有许多特有的优点，但仍然存在成本较高、对微生物活性有影响、单一菌种处理效果有限等问题。在实际运用中还需要根据操作条件、污水水质等实际情况选择最为适合的方法。今后，微生物固定化技术需要加强以下方面的研究，以进一步提高生活污水处理中的应用范围和应用效果:固定化微生物的载体孔隙较小，仅仅适用于溶解性较低分子量基质的溶解，在通透性较高的分子量基质的溶解中效果并不理想;处于同一环境中的菌种可能并不相容，有待进行进一步探讨;加强微生物固定化技术的理论研究和探讨，包括微生物生理规律的研究等。

第一，开发廉价载体，提高载体寿命，逐渐降低固定化成本，以实现微生物固定化的工业化应用;第二，深入研究影响固定化细胞活性的因素;第三，进一步研究多菌种共同处理污水;第四，使用微生物固定化技术与其它污水处理技术组合，以提高处理效果;第五，进一步开发废水处理工艺，研制相应的装置，使微生物固定化得到更好的应用。

结束语：

固定化微生物技术弥补了传统生物脱氮除磷工艺的不足，具有耐冲击负荷能力强、微生物高度密集、处理污染物的效率高等独特的优势，在实践中具有良好的应用价值，是目前废水处理中常用的技术。随着该技术的不断改进与发展，其在污水处理方面的应用也逐渐成熟，通过不断努力，固定化微生物技术必将广泛应用于各种废水处理。

参考文献：

[1]白雪.反渗透水处理设备在污水处理中的应用分析[J].化工管理.2018(23)

[2]候岳峰.污水处理机械设备的安装与维护[J].山东工业技术.2018(07)

[3]张雁林.浅析污水处理机械设备的管理与维护[J].山东工业技术.2018(07)