固定化微生物技術處理廢水的研究進展

3.1 難降解有機廢水的處理

有機廢水成分復雜、有毒有害物質多，使用常規的物化方法處理成本高，利用微生物降解處理有機廢水被公認為是行之有效的方法。固定化微生物可提供較高的局部微生物濃度，有利于處理高濃度難降解的有機廢水，處理效果好于浮游微生物。張波、陳金龍等采用大孔吸附樹脂固定化微生物強化SBR 處理對甲苯胺模擬廢水，結果表明，與游離菌相比，固定化微生物降解對甲苯胺的速率較大，可將進水TOC 濃度為434.8 mg/L，對甲苯胺濃度為326.9 mg/L 的對甲苯胺模擬廢水在100 min 左右將TOC 和對甲苯胺基本去除完全，去除率在99 %以上[11]。而游離菌則需300min 才能達到相近的去除效果。同樣王琳、羅啟芳[12]研究以硅藻土為載體的播種式固定化微生物對鄰苯二甲酸二丁酯(DBP)的生物降解特性，結果表明在DBP 初始濃度為100~500 mg/L 范圍內、pH 為6~9 范圍內、在20~40 ℃的溫度范圍內，吸附固定化微生物的活性均高于游離微生物，對DBP 的降解24 h 分別可達80 %以上、82 %以上及84.5 %。

3.2 含氮廢水的處理

傳統的污水脫氮系統硝化菌的世代時間較長，在BOD 濃度較高時硝化反應會處于劣勢，故增大硝化菌濃度是提高硝化反應的有效方法。利用載體固定化硝化菌是提高硝化菌濃度的一個有效方法，因此許多學者對固定化為生物技術在含氮廢水的處理中進行了大量的研究。蔡昌鳳、孫菲利用添加麥秸、稻草粉末、顆粒活性炭(GAC)、粉末活性炭(PAC)的新型PVA 固定化球對焦化廢水進行脫氮研究，結果表明固定化球具有較高的傳質性和通透性，對焦化肥水中氨氮的降解率48 h 達到92.42 %，而硝酸鹽氮的降解率僅12 h 即達到73．77 %[13]。李輝華、朱學寶[14]等采用聚乙烯醇(PVA)—硼酸包埋固定化法，包埋固定馴化過的活性污泥，制成固定化活性污泥顆粒；以流化床作為生物反應器，對人工配制的含氮廢水進行處理實驗。結果表明，固定化活性污泥對氨氮的降解速率達32.5 mg/g(MLSS)·d，而懸浮活性污泥對氨氮的降解速率為18.3 mg/g(MLSS)·d。

3.3 含重金屬廢水的處理

微生物吸附法處理含重金屬廢水具有投資少、吸附率高等優點，越來越受到人們重視。但傳統微生物處理方法具有機械強度差、不易于液體分離等缺點，因此采用固定化微生物保護細胞并增加耐毒性。徐雪芹、李小明等[15]采用新型固定載體絲瓜瓤固定簡青霉(Penicillium simplicissimum)，制成吸附劑吸附溶液中的Pb2+和Cu2+，并分析了吸附機理和動力學特性。結果表明，用絲瓜瓤固定簡青霉能高效去除廢水中Pb2+和Cu2+，溶液pH 對吸附過程有較大影響，最佳吸附pH 在5.5 附近，最佳吸附溫度為25~35 ℃；溶液濃度在10~500 mg/L 范圍內，固定化簡青霉菌對重金屬的吸附隨金屬離子濃度的增加而增加；吸附過程符合 Langmuir 等溫吸附模型；生物吸附平衡時間約為60 min，用0.1 mol/L HCl 解吸，循環吸附—解吸5 次后，固定化簡青霉吸附重金屬的能力幾乎不受影響。