身份证号码:21050219830712XXXX
摘要:固定化微生物技术自身存在着很多的优良特点,所以,这一技术在很多行业都得到了十分广泛的应用,在这些应用领域当中,环境工程是非常重要的一个方面。在环境工程发展的过程中,固定化微生物技术的应用使得整个工程的建设质量和水平都得到了十分显著的提升,本文主要分析了固定化微生物技术在环境工程中的应用研究进展,以供参考和借鉴。
关键词:固定化微生物技术;环境工程;应用
在固定化酶技术完善的时候,出现了固定化微生物技术,这一技术在环境工程中得到了十分广泛的应用,对改善环境质量有着非常重大的积极作用,但是,从当前该技术应用的具体状况上来看,其还存在着一定的不足,我们需要采取有效的措施对其进行全面的改进与创新,确定该技术在未来的基本发展方向,这样也就使得工程的长期稳定发展成为了可能。
1 固定化微生物技术在环境工程中的应用
1.1 固定化微生物在废水处理中的运用。通常,在对废水进行处理的时候,我们主要会用到两种固定化微生物技术,其一是活性污泥法,其二是生物膜法,微生物通常在菌胶团上分布,此外,在一些相对比较固定的物质上也会有一部分,而微生物这种分布的形式都是自然形成的,并不是依靠人工干预的。在 20 世纪 80 年代,人们就已经就固化微生物进行全面的研究,将微生物固定在了一个相对比较封闭的空间网络当中,这样也就大大的减少了菌体出现脱落问题的可能性,微生物可以长期性的固定在一个载体上,同时还要使其浓度一直保持在相对较高的水平上,只有这样,才能更好的使得污水得到全面的处理和净化。我国的相关专家针对废水处理中,固定化微生物的应用进行了深入的研究。宋雪等相关的研究人员主要利用活性炭来作为酵母,将其混入到菌群中,在低氧状态下以及好氧状态下对菌群的变化情况进行观察,从观察的结果可以看出,在废水处理中应用固定化的微生物,会使得废水中存在的有机物质得到有效的降解和转化,提升废水处理的效果和质量。除了我国对固定化微生物在废水处理中的应用进行了深入的研究之外,国外的一些专家也针对这项内容进行了深入的研究。Vanotti 等相关的研究人员合理的利用 PVA 冷冻法来对硝化污泥进行了固定化实验,从实现中可以看出,利用该冷冻方法,可以使得硝化污泥能够有效的固定在聚乙烯醇小球上,这样就可以利用这种方法来对一些养殖业的废水进行处理。从研究观察中可以了解到,在固定时间为 4h 的时候,则硝化污泥的有效率可以达到 567mg/1.d。而在好氧的状态下,如果硝化污泥能够达到一种稳定的状态,那么CODcr 就可以有效的实现对污泥的硝化处理,硝化的有效率可以达到 70%以上。这样的固定化微生物方法,在实际的应用中,不仅可以有效的提升微生物固定化的效果,也可以使得相应的负荷冲击减轻,使得微生物的固定时间保持在规定的范围内。
1.2 固定化微生物净化大气的研究现状。国内从 20 世纪 90 年代才开始,研究固定化微生物净化大气,目前仅有同济大学、昆明理工大学等少数机构在研究。同济大学的马红采用固定床反应器,以海藻酸钠包埋活性污泥进行含 NH3臭气处理,气相 NH3去除率大于 92%,硝化速度大于 0.63gN/kg 固定化湿颗粒 #d。硝化速度最高可达 2.93gN/kg 固定化湿颗粒 #d。
同济大学的邵立明等采用海酸钠包埋,CaCl2胶联法,利用滴滤塔反应器净化含 H2S 气体,最大有效处理 H2S 的体积负荷可达 6000-6500g/(m3#d),净化效率保持在 87%以上,袁志文等采用固定化微生物处理含甲硫醇恶臭气体,颗粒填充床生物脱臭塔运行试验表明:在空塔停留时间不大于 13s 时,对低浓度甲硫醇气体(<.2.9mg/m3)的去除率在 99.0%以上,对高浓度甲硫醇气体(>2.4mg/m3)去除率在 99.0%以上,当空塔停留时间减少到6.5s 时,对低浓度甲硫醇气体的去除率仍可维持在 80.0%,脱臭塔对由于浓度和进气量升高造成的冲击负荷具有较强的缓冲能力。
2 固定化微生物技术特点和研究方向
2.1 固定化微生物技术的应用特点。第一,在环境工程建设的过程中,固定化微生物技术的应用可以非常明显的提升微生物自身的浓度,此外还能微生物当中的活性物质得到全面的改进和提升,采用固定化微生物技术对废水予以全面有效的处理,这样一来也就使得水质可以得到非常明显的转变。第二,固定化微生物技术的应用可以开展生物育种工作,这样也就使得污染物和微生物的区分更加的明确。第三,微生物在开展了固化处理之后,微生物自身的抗毒性能会有十分明显的改善,这样也就在很大程度上避免了病毒对微生物所产生的不利影响。第四,微生物在固化反应的时候,对反应容器的空间没有非常高的要求,这样也就真正的达到了减少空间占用的目的。
2.2 固定化微生物技术的未来研究方向。固定化微生物技术在环境工程发展的过程中具有着非常好的应用前景,但是从现状的角度上来看,还存在着很多的问题,从而也为该技术未来的发展提供了方向。
2.2.1 载体是固定化技术当中不容忽视的环节,但是当前载体的价格依然非常的高昂,同时,一般的固定微生物半衰期赘疣 100 天左右,所以如果真的要投入使用,就需要频繁的更换载体,这样也就会影响到了技术应用的经济性,所以在固定化技术发展的过程中需要研发相对稳定的载体。
2.2.2 对固定化细胞稳定性的研究还存在着一定的不足,所以在以后的研究工作中,不断的提升固定化细胞的稳定性,完善固定化技术处理的效果以及其自身的性能也成为了非常重要的内容。
2.2.3 污染物组成是非常复杂的,如果在处理的过程中只用一种菌去处理,其效果很难达到理想的水平,所以在处理复杂污染物的时候,我们需要采用混合菌还是采用单一高效菌分级处理还需要进一步的研究。
2.2.4 固定化技术当前的应用范围还不是很大,怎样将基因工程菌以及固定化技术有机的结合在一起,增加可处理污染物的类别,扩大固定化技术的应用范围是非常重要的一个内容。
2.2.5 固定化颗粒的相对密度是处理效果的一个非常关键的影响因素,怎样采取有效的措施改进和调整固定化微生物颗粒相对的密度也成为了我们必须要关注的一个问题。
3 结论
在当前的环境工程建设中,固定化微生物技术在很多领域都得到了应用,而固定化微生物技术在环境工程当中的应用也在某一个程度上大大的改善了环境的质量,从而使得环境污染的治理效果也得到了非常明显的改善。此外,固定化微生物技术在应用的过程中也极大的促进了环境工程的发展。虽然其中还存在着一定的不足,但是只要确定其基本的发展方向,积极的改进和完善,就可以很好的保证其在工程建设的过程中更好的发挥出其作用,这样才能保证环境工程建设的效果。
参考文献
[1]申婷婷,李小明,岳秀,柳娴,郑伟,曹建兵.微生物固定化技术的研究与应用[J].广州化工,2011(20).
[2]贾彩云,甄海欣.微生物固定化技术处理废水的应用研究进展[J].广东化工,2011(9).
[3]邓福.固定化技术在环境修复工程中的应用研究进展[J].广东化工,2010(7)