固定化微生物技术处理废水的研究进展

固定化微生物技术处理废水的研究进展

3.1 难降解有机废水的处理

有机废水成分复杂、有毒有害物质多，使用常规的物化方法处理成本高，利用微生物降解处理有机废水被公认为是行之有效的方法。固定化微生物可提供较高的局部微生物浓度，有利于处理高浓度难降解的有机废水，处理效果好于浮游微生物。张波、陈金龙等采用大孔吸附树脂固定化微生物强化SBR 处理对甲苯胺模拟废水，结果表明，与游离菌相比，固定化微生物降解对甲苯胺的速率较大，可将进水TOC 浓度为434.8 mg/L，对甲苯胺浓度为326.9 mg/L 的对甲苯胺模拟废水在100 min 左右将TOC 和对甲苯胺基本去除完全，去除率在99 %以上[11]。而游离菌则需300min 才能达到相近的去除效果。同样王琳、罗启芳[12]研究以硅藻土为载体的播种式固定化微生物对邻苯二甲酸二丁酯(DBP)的生物降解特性，结果表明在DBP 初始浓度为100~500 mg/L 范围内、pH 为6~9 范围内、在20~40 ℃的温度范围内，吸附固定化微生物的活性均高于游离微生物，对DBP 的降解24 h 分别可达80 %以上、82 %以上及84.5 %。

3.2 含氮废水的处理

传统的污水脱氮系统硝化菌的世代时间较长，在BOD 浓度较高时硝化反应会处于劣势，故增大硝化菌浓度是提高硝化反应的有效方法。利用载体固定化硝化菌是提高硝化菌浓度的一个有效方法，因此许多学者对固定化为生物技术在含氮废水的处理中进行了大量的研究。蔡昌凤、孙菲利用添加麦秸、稻草粉末、颗粒活性炭(GAC)、粉末活性炭(PAC)的新型PVA 固定化球对焦化废水进行脱氮研究，结果表明固定化球具有较高的传质性和通透性，对焦化肥水中氨氮的降解率48 h 达到92.42 %，而硝酸盐氮的降解率仅12 h 即达到73．77 %[13]。李辉华、朱学宝[14]等采用聚乙烯醇(PVA)—硼酸包埋固定化法，包埋固定驯化过的活性污泥，制成固定化活性污泥颗粒；以流化床作为生物反应器，对人工配制的含氮废水进行处理实验。结果表明，固定化活性污泥对氨氮的降解速率达32.5 mg/g(MLSS)·d，而悬浮活性污泥对氨氮的降解速率为18.3 mg/g(MLSS)·d。

3.3 含重金属废水的处理

微生物吸附法处理含重金属废水具有投资少、吸附率高等优点，越来越受到人们重视。但传统微生物处理方法具有机械强度差、不易于液体分离等缺点，因此采用固定化微生物保护细胞并增加耐毒性。徐雪芹、李小明等[15]采用新型固定载体丝瓜瓤固定简青霉(Penicillium simplicissimum)，制成吸附剂吸附溶液中的Pb2+和Cu2+，并分析了吸附机理和动力学特性。结果表明，用丝瓜瓤固定简青霉能高效去除废水中Pb2+和Cu2+，溶液pH 对吸附过程有较大影响，最佳吸附pH 在5.5 附近，最佳吸附温度为25~35 ℃；溶液浓度在10~500 mg/L 范围内，固定化简青霉菌对重金属的吸附随金属离子浓度的增加而增加；吸附过程符合 Langmuir 等温吸附模型；生物吸附平衡时间约为60 min，用0.1 mol/L HCl 解吸，循环吸附—解吸5 次后，固定化简青霉吸附重金属的能力几乎不受影响。