固定化微生物处理污水的研究

固定化微生物处理污水的研究目录1.微生物固定化技术的概念2.研究目的及意义3.微生物固定化技术分类及比较4.微生物固定化技术所选载体的特点和类型5.微生物固定化技术处理污水的应用6.微生物固定化技术的发展展望1.微生物固定化技术概念•A:发展历程•雏形：活性污泥法可以看成是包埋固定化生物技术的雏形•20世纪五六十年代：生物膜法，依靠微生物的自然附着力形成固着型生物膜•20世纪七十年代末：人工强化的固定化微生物•B：概念•固定化微生物技术是指用物理或化学方法将游离微生物细胞、动植物细胞、细胞器或酶限制或定位在某一特定空间范围内，保留其固有的催化活性，并能被重复和连续使用的技术。2、研究目的及意义•传统工艺：微生物以悬浮态生长，易于从反应器中流失；与水的密度差小，重复利用较困难。•固定化微生物：微生物固着生长，有利于提高微生物的数量，利于固液分离，利于去除氮、高浓度有机物或者难以生物降解物质，提高系统的处理能力和适应性。优势微生物固定化形成颗粒态，利于沉淀过程的泥水分离污泥产量低，减轻了后续污泥处置的负担可以保持反应器内微生物的高浓度和髙活性,有助于提高污染物的处理负荷和去除效率可有效处理某些行业废水对有毒物质的承受能力强，稳定性好2.微生物固定化技术分类及比较•吸附法•包埋法•交联法•共价键结合法•吸附法•吸附法在固定化微生物技术处理污水中是研究最早、应用较广泛、技术也较成熟的方法。包括物理吸附和离子吸附两类。物理吸附是使用高度吸附能力的硅胶、活性炭等吸附剂将微生物吸附到表而使之固定化;离子吸附则是根据微生物在解离状态下因静电引力的作用而固着于带有相异电荷的离子交换剂上。•包埋法•包埋法是将微生物细胞截留在水不溶性的凝胶聚合物孔隙的网络空间中，通过聚合作用，或通过离子网络形成，或通过沉淀作用，或改变溶剂、温度、pH值使细胞截留。交联法交联法是利用两个或两个以上的功能基团，使微生物菌体相互连接成网状结构，即使功能基团直接与微生物细胞表而的反应基团如氨基、羟基等进行互联，形成共价键而达到固定化的目的。共价键结合法共价键结合法是利用微生物细胞表面功能团与固相载体表面基团之间形成化学共价键相连来固定细胞。比较•微生物固定化的理想载体应该具备以下特性:•(1)制作过程简单易行。•(2)对细胞无毒害作用。•(3)传质性能良好。•(4)不易被微生物分解。•(5)性质稳定。•(6)强度高、寿命长。•(7)价格便宜。3.微生物固定化技术所选载体的特点和类型载体的类型固定化微生物制备流程5.微生物固定化技术处理污水的应用•主要特征•密集微生物，维持反应器中的生物量浓度•易于实现固液分离•适用于含有有毒有害物的•1处理氨氮废水；•硝化菌、反硝化菌的增殖速度慢，要提高去除率就要求反应器有较长的固体停留时间和较高的细菌浓度，采用固定化生物技术可做到这点。•2处理难降解的有机废水处理氨氮废水•Nilsson用海藻酸钙固定假单细胞反硝化细菌Pseudomonasdenitrificans.用填充床对含20mg/L硝酸盐的地下水进行两个月的连续脱氮试验,脱氮效果良好。•将脱氮细胞包埋于PVA(聚乙烯醇)中，结果表明在低温、低pH的条件下，固定化细胞能够保留比未包埋细胞更高的脱氮活性。减轻溶解氧对脱氮的抑制作用。脱氮微生物在固定化载体中可以增殖。高浓度有机废水的处理•方法：•通过筛选分离出高校菌株或是通过生物工程技术培养特异菌株并进行扩大培养及固定.•优势：•提高反应速率和处理效率•减少污泥量和二次沉池的负荷•降低基建投资费用处理难降解的有机废水•印染、造纸等废水的处理•含杂环芳烃有机类废水的处理•含氮废水的处理•含醇类废水的处理•。。。。。。印染、造纸等废水的处理•染料、造纸废水色度高、成分复杂、有毒有害有机物多，用常规的物化方法处理成本高。利用微生物对染料脱色和降解被认为是行之有效的方法。•王增长等利用筛选的高效优势脱色菌种固定在活性污泥上处理印染废水。试验结果表明，固定化脱色菌活性污泥显示了极大的优越性，出水CODcr50mg/L,出水色度0.005—0.05倍。处理后的水可回收利用。含杂环芳烃有机类废水的处理•VeraL，用Trichosporonsp.(丝孢菌)对酚进行降解，将微生物用海藻胶质固定化后的降解率进行比较实验。•结果发现，酚在固定化体系中的降解率远高于微生物的悬浮体系，且微生物的连续使用时间也有极大提高。6.微生物固定化技术的发展展望•固定化细胞技术在废水处理领域中具有独特的优势，但要实现处理废水的规模化，还需解决几个问题：•♦(1)研究开发性能稳定、强度髙、寿命长、费用低、传质阻力小的新型固定化载体；•♦(2)开发多种微生物共生的固定化体系，筛选、构建高效、抗逆性强的高性能微生物；•♦(3)开发高效的废水处理工艺、固定化生物反应器和固定化细胞批量生产装置。