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固定化微生(shēng)物(wù)
固定化微生(shēng)物(wù)技術是将特選的微生(shēng)物(wù)固定在選證的載體(tǐ)上,使其高度密集并保持生(shēng)物(wù)活性,在适宜條件下(xià)能夠快速、大(dà)量增殖的生(shēng)物(wù)技術。這種技術應用于廢水處理,有利于提高生(shēng)物(wù)反應器内微生(shēng)物(wù)(尤其是特殊功能的微生(shēng)物(wù))的濃度,有利于微生(shēng)物(wù)抵抗不利環境的影響,有利于反應後的固液分(fēn)離(lí),縮短處理所需的時間。
利用固定化微生(shēng)物(wù)技術提高廢水處理效率的工(gōng)藝方法也被稱作“生(shēng)物(wù)增效”,其适用的領域非常廣泛,例如:化糞池、隔油槽、排水管、城市污水處理廠以及工(gōng)業廢水…等。一(yī)般而言,針對特殊污染源,來自天然環境的微生(shēng)物(wù)消耗很快、效率低下(xià),即使有快速的繁殖能力仍不足以負荷。因此,生(shēng)物(wù)增效的作業過程還是依循自然的方式,向目标添加定制的、具有已知(zhī)降解能力的微生(shēng)物(wù)制劑(固定化微生(shēng)物(wù)),處理效果則有明顯的提升。
現在所研究的生(shēng)物(wù)吸附劑的固定化方法主要有以下(xià)幾種:
1吸附法吸附法一(yī)般依靠生(shēng)物(wù)體(tǐ)與載體(tǐ)之間的作用,包括範德華力、氫鍵、靜電作用、共價鍵及離(lí)子鍵,兩者間的屯電位,在微生(shēng)物(wù)體(tǐ)和載體(tǐ)的相互作用中(zhōng)起重要作用。常用的吸附載體(tǐ)有活性炭、木屑、多孔玻璃、多孔陶瓷、磁鐵礦、矽藻土、矽膠、纖維素、聚氨醋泡沫體(tǐ)、離(lí)子交換樹(shù)脂等。它是一(yī)種簡單易行、條件溫和的固定化方法,但用它固定的生(shēng)物(wù)體(tǐ)不夠牢靠,容易脫落。
2交聯法交聯法又(yòu)稱無載固定化法,是一(yī)種不用載體(tǐ)的工(gōng)藝,通過化學、物(wù)理手段使生(shēng)物(wù)體(tǐ)細胞間彼此附着交聯。化學交聯法它一(yī)般是利用醛類、胺類等具有雙功能或多功能基團的交聯劑與生(shēng)物(wù)體(tǐ)之間形成共價鍵相互聯結形成不溶性的大(dà)分(fēn)子而加以固定,所使用的交聯劑主要有戊二醛、聚乙烯酞胺、表氯醇等等。物(wù)理交聯法在是指在微生(shēng)物(wù)培養過程中(zhōng),适當改變細胞懸浮液的培養條件(如離(lí)子強度、溫度、pH值等),使微生(shēng)物(wù)細胞之間發生(shēng)直接作用而顆粒化或絮凝來實現固定化,即利用微生(shēng)物(wù)自身的自絮凝能力形成顆粒的一(yī)種固定化技術。
3包埋法在微生(shēng)物(wù)的固定化方法中(zhōng),以包埋法最爲常用。它的原理是将生(shēng)物(wù)體(tǐ)細胞截留在水不溶性的凝膠聚合物(wù)孔隙的網絡中(zhōng),通過聚合作用或通過離(lí)子網絡形成,或通過沉澱作用,或通過改變溶劑、溫度、pH值使細胞截留。凝膠聚合物(wù)的網絡可以阻止細胞的洩露,同時能讓基質滲入和産物(wù)擴散出來。
包埋材料可以分(fēn)爲兩大(dà)類:
(l)天然高分(fēn)子多糖類,如海藻酸鹽、瓊脂、明膠等I’3l,其中(zhōng)以海藻酸鈉和卡拉膠應用最多,它們具有固化方便,對微生(shēng)物(wù)毒性小(xiǎo)及固定化密度高等優點,但是它們抗微生(shēng)物(wù)分(fēn)解性能較差,機械強度低,但是可使用交聯劑進行穩定化處理,但活力和傳質性能又(yòu)會下(xià)降。
(2)合成高分(fēn)子化合物(wù),如聚丙烯酞胺、聚乙烯醇(PvA)娜l等。這類交聯劑的突出優點是抗微生(shēng)物(wù)分(fēn)解性能好,機械強度高,化學性能穩定。但是聚合物(wù)網絡的形成條件比較劇烈,對微生(shēng)物(wù)細胞的損害較大(dà),而且成形的多樣性和可控性不好。