固定化微生物處理污水的研究

1、固定化微生物處理污水的研究固定化微生物處理污水的研究 目錄1.1.微生物固定化技術(shù)的概念微生物固定化技術(shù)的概念2.2.研究目的及意義研究目的及意義3.3.微生物固定化技術(shù)分類及比較微生物固定化技術(shù)分類及比較4.4.微生物固定化技術(shù)所選載體的特點(diǎn)和類型微生物固定化技術(shù)所選載體的特點(diǎn)和類型5.5.微生物固定化技術(shù)處理污水的應(yīng)用微生物固定化技術(shù)處理污水的應(yīng)用6.6.微生物固定化技術(shù)的發(fā)展展望微生物固定化技術(shù)的發(fā)展展望1.1.微生物固定化技術(shù)概念微生物固定化技術(shù)概念 A:發(fā)展歷程 雛形：活性污泥法可以看成是包埋固定化生物技術(shù)的雛形 20世紀(jì)五六十年代：生物膜法，依靠微生物的自然附著力形成固著型生物膜

2、20世紀(jì)七十年代末：人工強(qiáng)化的固定化微生物 B：概念 固定化微生物技術(shù)是指用物理或化學(xué)方法將游離微生物細(xì)胞、動(dòng)植物細(xì)胞、細(xì)胞器 或酶限制或定位在某一特定空間范圍內(nèi)，保留其固有的催化活性，并能被重復(fù)和連續(xù)使用的技術(shù)。2 2、研究目的及意義、研究目的及意義 傳統(tǒng)工藝：傳統(tǒng)工藝：微生物以懸浮態(tài)生長(zhǎng)，易于從反應(yīng)器中流失；與水的密度差小，重復(fù)利用較困難。 固定化微生物：固定化微生物：微生物固著生長(zhǎng)，有利于提高微生物的數(shù)量，利于固液分離，利于去除氮、高濃度有機(jī)物或者難以生物降解物質(zhì)， 提高系統(tǒng)的處理能力和適應(yīng)性。2.2.微生物固定化技術(shù)分類及比較微生物固定化技術(shù)分類及比較 吸附法吸附法 包埋法包埋法 交聯(lián)

3、法交聯(lián)法 共價(jià)鍵結(jié)合法共價(jià)鍵結(jié)合法 吸附法吸附法 吸附法在固定化微生物技術(shù)處理污水中是研究最早、應(yīng)用較廣泛、技術(shù)也較成熟的方法。包括兩類。是使用高度吸附能力的硅膠、活性炭等吸附劑將微生物吸附到表而使之固定化;則是根據(jù)微生物在解離狀態(tài)下因靜電引力的作用而固著于帶有相異電荷的離子交換劑上。 包埋法包埋法 包埋法是將是將微生物細(xì)胞截留在水不溶性的凝膠聚合物孔隙的網(wǎng)絡(luò)空間中，通過(guò)聚合作用，或通過(guò)離子網(wǎng)絡(luò)形成，或通過(guò)沉淀作用，或改變?nèi)軇?、溫度、pH值使細(xì)胞截留。交聯(lián)法交聯(lián)法 交聯(lián)法是利用是利用兩個(gè)或兩個(gè)以上的功能基團(tuán)，使微生物菌體相互連接成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，即使功能基團(tuán)直接與微生物細(xì)胞表而的反應(yīng)基團(tuán)如氨基、羥基

4、等進(jìn)行互聯(lián)，形成共價(jià)鍵而達(dá)到固定化的目的。共價(jià)鍵結(jié)合法共價(jià)鍵結(jié)合法 共價(jià)鍵結(jié)合法是利用是利用微生物細(xì)胞表面功能團(tuán)與固相載體表面基團(tuán)之間形成化學(xué)共價(jià)鍵相連來(lái)固定細(xì)胞。比較比較 微生物固定化的理想載體應(yīng)該具備以下特性: (1)制作過(guò)程簡(jiǎn)單易行。 (2)對(duì)細(xì)胞無(wú)毒害作用。 (3)傳質(zhì)性能良好。 (4)不易被微生物分解。 (5)性質(zhì)穩(wěn)定。 (6)強(qiáng)度高、壽命長(zhǎng)。 (7)價(jià)格便宜。3.3.微生物固定化技術(shù)所選載體的特點(diǎn)和類型微生物固定化技術(shù)所選載體的特點(diǎn)和類型載體的類型固定化微生物制備流程5.5.微生物固定化技術(shù)處理污水的應(yīng)用微生物固定化技術(shù)處理污水的應(yīng)用 主要特征主要特征 密集微生物，維持反應(yīng)器中的生

5、物量濃度 易于實(shí)現(xiàn)固液分離 適用于含有有毒有害物的 1 處理氨氮廢水； 硝化菌、反硝化菌的增殖速度慢，要提高去除率就要求反應(yīng)器有較長(zhǎng)的固體停留時(shí)間和較高的細(xì)菌濃度，采用固定化生物技術(shù)可做到這點(diǎn)。 2 處理難降解的有機(jī)廢水處理氨氮廢水 Nilsson用海藻酸鈣固定假單細(xì)胞反硝化細(xì)菌 Pseudomonas denitrificans.用填充床對(duì)含20mg/L硝酸鹽的地下水進(jìn)行兩個(gè)月的連續(xù)脫氮試驗(yàn), 脫氮效果良好。 將脫氮細(xì)胞包埋于PVA(聚乙烯醇)中，結(jié)果表明在低溫、低pH的條件下，固定化細(xì)胞能夠保留比未包埋細(xì)胞更高的脫氮活性。減輕溶解氧對(duì)脫氮的抑制作用。脫氮微生物在固定化載體中可以增殖。高濃度

6、有機(jī)廢水高濃度有機(jī)廢水的處理的處理 方法： 通過(guò)篩選分離出高校菌株或是通過(guò)生物工程技術(shù)培養(yǎng)特異菌株并進(jìn)行擴(kuò)大培養(yǎng)及固定. 優(yōu)勢(shì)： 提高反應(yīng)速率和處理效率 減少污泥量和二次沉池的負(fù)荷 降低基建投資費(fèi)用處理難降解的有機(jī)廢水處理難降解的有機(jī)廢水 印染、造紙等廢水的處理 含雜環(huán)芳烴有機(jī)類廢水的處理 含氮廢水的處理 含醇類廢水的處理 。印染、造紙等廢水的處理印染、造紙等廢水的處理 染料、造紙廢水色度高、成分復(fù)雜、有毒有害有機(jī) 物多，用常規(guī)的物化方法處理成本高。利用微生物對(duì)染料脫色和降解被認(rèn)為是行之有效的方法。 王增長(zhǎng)等利用篩選的高效優(yōu)勢(shì)脫色菌種固定在活性污泥上處理印染廢水。試驗(yàn)結(jié)果表明，固定化脫色菌活性污泥顯示了極大的優(yōu)越性，出水CODcr50 mg/L,出水色度0. 0050. 05倍。處理后的水可回收利用。含雜環(huán)芳烴有機(jī)類廢水的處理含雜環(huán)芳烴有機(jī)類廢水的處理 VeraL，用Trichosporon sp.(絲孢菌)對(duì)酚進(jìn)行降解，將微生物用海藻膠質(zhì)固定化后的降解率進(jìn)行比較實(shí)驗(yàn)。 結(jié)果發(fā)現(xiàn)，酚在固定化體系中的降解率遠(yuǎn)高于微生物的懸浮體系， 且微生物的連續(xù)使用時(shí)間也有極大提高。6.6.微生物固定化技術(shù)的發(fā)展展望微生物固定化技術(shù)的發(fā)展展望 固定化細(xì)胞技術(shù)在廢水處理領(lǐng)域中具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，但要實(shí)現(xiàn)處理廢水的規(guī)模化，還需解決幾個(gè)問題： (1)研究開