韓嘉碧 吳慧芳 莊子孟 陸俊鑫 高 瑞

(南京工業(yè)大學(xué)，江蘇 南京 210000)

隨著工業(yè)和經(jīng)濟的發(fā)展，我國污水排放量逐年增長。這些污水大多成分復(fù)雜，化學(xué)耗氧量高，難以被降解。固定化微生物技術(shù)作為應(yīng)用最廣泛的生物處理法，優(yōu)勢獨特，在廢水處理上前景良好。本文對此技術(shù)及其在廢水處理上的應(yīng)用進行介紹，并對其存在的問題進行展望。

1 固定化微生物技術(shù)

固定化微生物技術(shù)由固定化酶技術(shù)發(fā)展而來，它通過物化手段將微生物局限在一定空間內(nèi)，使其高度富集，同時保持較高活性。常見的固定化方法包括吸附法、包埋法、交聯(lián)法、共價結(jié)合法。其中包埋法最常用，且常與吸附法、交聯(lián)法等復(fù)合使用[1]。

2 固定化微生物處理難降解廢水的研究現(xiàn)狀

固定化微生物用于廢水處理，主要是對含氨氮廢水、含酚廢水、染料廢水等的處理。

2.1 含氨氮廢水

水體中氨氮的大量排放不僅造成水體富營養(yǎng)化，還會導(dǎo)致生物毒素在水生生物中的積累，隨著生物放大等作用進入人體，危害人體健康[2]。許曉毅[3]等固定化活性污泥，對比包埋顆粒、活性污泥和混合體系在SBR反應(yīng)器中的硝化效果，結(jié)論為混合體系的氨氮去除能力和穩(wěn)定性更強，且包埋顆粒的投加可以強化硝化與脫氮效果。賞國鋒[4]等人以稻殼生物炭為載體固定硝化菌，利用生物炭的吸附和微生物的脫氮作用處理氨氮廢水。研究表明在常溫下，初始氨氮濃度≤300 mg/L、pH為7.5、溶解氧1.5 mg/L左右的水樣中氨氮去除率可達85%。吳義誠[5]等以生物炭-海藻酸鈉聯(lián)合固定小球藻，探尋最佳制備方案，并得出結(jié)論制備膠球處理廢水效果良好、易重復(fù)使用。

2.2 含酚廢水

含酚廢水來源廣泛，主要來自于石油化工廠、煉油廠、焦化廠等。酚類物質(zhì)毒害大，不易被降解。樊鵬悅[6]等以木炭、活性炭、瓊脂、海藻酸鈣為載體固定白腐真菌處理含苯酚廢水，結(jié)果表明木炭載體處理效果好，最優(yōu)可達89.97%。吳芳芳[7]等人固定絲孢酵母TX1置于ALBR反應(yīng)器處理含酚廢水，對比游離細胞、包埋法固定化細胞、游離細胞與固定化細胞組合3種方法，發(fā)現(xiàn)組合法既能強化原有體系沖擊能力，又提高了廢水處理效果。黃茜[8]等用竹炭生物炭固定微生物降解水中壬基酚，確定此法的最佳制備條件，試驗說明竹炭固定菌的酚降解率顯著高于游離菌，且固定菌可長期重復(fù)利用。

2.3 印染廢水

印染廢水排放量大，色度深、毒性大、鹽度高、水質(zhì)波動大[9]，是工業(yè)廢水中難降解的廢水之一。Ganta U[10]等固定化枯草芽孢桿菌來處理模擬溶液中的亞甲基藍，實驗得出亞甲基藍去除率高達90%以上(初始染料濃度0.02-0.06g/L，吸附劑用量20 g/L，溫度30 ℃，振蕩速度900 rps)。陳一萍[11]構(gòu)建高活性的復(fù)合型絮凝菌群來處理染料廢水，研究表明固定化菌群的最佳活化時間為60 h。在不同菌接種量處理10 h后，其脫色率均達90%，且可重復(fù)使用。喬楠[12]等運用改性硅藻土負載白腐真菌與好氧反硝化菌的混合菌群處理染料廢水，在處理過程中充分發(fā)揮硅藻土與微生物的協(xié)同作用，實現(xiàn)對色度和CODcr的同時降解，二者去除率均在60%以上。

3 結(jié)語

固定化微生物技術(shù)優(yōu)勢明顯，此法經(jīng)濟環(huán)保，，耐負荷，能在短期內(nèi)實現(xiàn)高效處理。但是該技術(shù)依然面臨著一些問題：①固定化微生物如何實現(xiàn)規(guī)模生產(chǎn)是我們面臨的問題之一。②尋找高效、廉價、易培養(yǎng)的菌種難度較大。③在應(yīng)用過程中，缺少能充分發(fā)揮固定化微生物處理效果的反應(yīng)器。對于不同的廢水，反應(yīng)器的選擇以及固定化微生物與其他物質(zhì)的組合搭配發(fā)揮著不同的效果，如何實現(xiàn)其效果最大化將成為今后研究的方向。