固定化微生物技术在水环境治理中的应用

石 瑶，李靖一，段俊娜

（沈阳理工大学，辽宁沈阳 110159）

固定化微生物技术在水环境治理中的应用

石 瑶，李靖一，段俊娜

（沈阳理工大学，辽宁沈阳 110159）

从固定化微生物技术的概念入手，对固定化微生物技术在水环境治理中的应用进行分析和研究。

水环境治理；固定化微生物技术；应用

1 固定化微生物技术

1.1 固定化微生物技术的概念

这种技术是指，将预先选定的微生物固定在相应的载体上，以维持微生物活性为原则使得微生物发生高度密集，通过增殖作用的发生实现对相关待处理要素的去除。这种技术在水环境治理中的应用频率相对较高[1]。

1.2 固定化微生物技术的应用方法

从整体角度来讲，固定化微生物技术的应用方法主要包含以下几种：

1.2.1 包埋法

从固定化微生物技术的应用经验可知，这种方法的应用频率相对较高。这种方法的作用原理为：基于聚合反应、沉淀反应等作用将生物体细胞截留至凝胶聚合物的孔隙中，在固定微生物的同时，提升它的抗冲击效果。这种方法是通过相关包埋材料的使用实现的，其材料类型主要包含以下几种：第一，合成高分子化合物材料。这种材料的应用优势在于其化学性能极为稳定，并且能够有效遏制微生物发生分解作用。但应用这种包埋材料会对微生物细胞产生一定的损害，进而影响最终的水环境治理效果。第二，天然高分子多糖类。这种包埋材料的应用优势在于可以获得较高的微生物固定密度、固化操作十分便捷。除此之外，这种包埋材料的应用可能引发微生物的大量分解，使得包埋操作失去意义。

1.2.2 吸附法

这种方法是指，利用具有吸附作用的载体，将微生物吸附在载体上，进而实现固定目的。

1.2.3 交联法

这种方法是指，在不依靠载体的情况下，直接利用相应的物理方法或化学方法使得微生物的细胞转化为交联状态。以物理方法为例，在培养微生物的过程中，可以通过pH值或者离子强度等相关培养参数的调控，使得微生物细胞之间产生絮凝，进而实现固定目的[2]。

2 固定化微生物技术在水环境治理中的应用

这里主要从以下几方面入手，对固定化微生物技术在水环境治理中的应用进行分析和研究：

2.1 固定化微生物技术在含有高浓度有机物水环境中的应用

就这种水环境而言，如果利用SRT与HRT这种传统技术进行处理，所得处理成品中有机物的浓度仍然较高。相比之下，固定化微生物技术的应用则可以有效避免这种问题。针对这种水环境，可以结合吸附包埋法固定住甲烷八叠球菌这种微生物，进而实现净化水资源的目的。治理结果表明，应用这种固定化微生物技术之后，含有高浓度有机物水环境中的COD负荷最高值为14.6kg/（m3·d），整个处理流程结束后，原本水环境中94.11%的有机物被全部清除[3]。

2.2 固定化微生物技术在含有高浓度氮、氨水环境中的应用

就这种水环境而言，传统治理工艺面临的问题在于：其在提升水环境中硝化菌数量的过程中，微生物停留时间与泥龄之间的干扰作用会对硝化菌这种微生物降低水体中氨、氮元素的硝化反应产生抑制作用，进而影响这两种元素的治理效果。相比之下，固定化微生物技术的应用可以将反硝化菌与硝化菌分别固定在载体上，这种处理方式在增加微生物数量的同时，提高了水环境中硝化反应酶的活性，进而促进硝化反应的顺利完成。为了验证这种技术的治理效果，以某含有氨、氮元素的水环境为研究对象进行实验。结合褐藻酸钙凝胶包埋普通小球藻方法，将水力停留时间控制为4.5h，此时，被固定褐藻对该水环境中氨、氮元素的去除率为92.1%[4]。

2.3 固定化微生物技术在含有难降解有机物水环境中的应用

就这种水环境而言，传统微生物治理技术面临的问题在于：在微生物降解水体有机物的同时，有机物本身也会对微生物产生毒害作用，进而影响降解质量。相比之下，固定化微生物技术的应用优势在于：该技术降低了水体难降解有机物与微生物之间的接触概率，因此利用这种技术可以获得较好的水环境治理效果。

2.4 固定化微生物技术在含有重金属元素水环境中的应用

固定化微生物技术治理含有重金属元素水环境的作用机理为：水环境中的重金属元素会对微生物产生毒害作用，经过固定化处理的微生物在抗冲击、抗干扰方面的性能都发生了显著提升。因此，微生物的生化特性得到有效维持，通过具有高度活性的微生物酶将水环境中的重金属元素有效富集在一起，进而实现净化水环境的作用。

3 结束语

为了解决传统处理工艺在实际的水环境治理中面临的问题，可以将固定化微生物技术应用在含有高浓度有机物、重金属元素、高浓度氨、氮等污染物的水环境中。结合包埋法、吸附法等固定方法，提升水环境的治理质量。

[1] 李海明.固定化微生物技术在苏州重污染河道治理中的应用研究[D].河海大学，2007.

[2] 饶应福，夏四清，姜剑.固定化微生物技术在环境治理中的应用[J].能源环境保护，2005，（02）：24-26.

[3] 秦胜东，郭嘉昒，刘玉存，等.固定化微生物技术研究进展及其在水处理中的应用[J].水处理技术，2014，（10）：6-11.

[4] 尚通明，谢小东，陈娴，等.固定化微生物技术在废水治理中的应用[J].江苏技术师范学院学报，2010，（03）：6-9.

Application of Immobilized Microbial Technology in Water Environment Treatment

Shi Yao，Li Jing-yi，Duan Jun-na

Obtains from the concept of immobilized microorganism technology，the application of immobilized microorganism technology in water environment management is analyzed and studied.

water environment governance；immobilized microorganism technology；apply随着水资源污染的不断加重，人们对水环境治理提出了更高的要求。为了保证治理质量，人们开始将固定化微生物技术应用在水环境治理工作中，通过重金属、有机物等污染物的合理处理，提升水环境的质量。

X172

B

：1003–6490（2016）10–0039–01

2016–09–15

石瑶（1996—），女，辽宁辽阳人，在读本科生，主要研究方向为环境工程。