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摘要：固定化微生物是一种新的技术，和其他普通生物处理法相比存在很多的优点，随着当今时代的快速发展，这一科学技术运用有了更加广泛的行业发展。在这些行业环境工程发展的过程中，固定化微生物技术可以使整个工程的建筑质量水平有一个明显的提高。本文分析了固定化微生物技术在环境工程中的应用研究进展，希望可以供相关人员参考。
关键词：固定化；微生物技术；环境工程
固定化微生物技术是固定化酶技术发展过来的，用化学或物理方法将分离的微生物定位在特定的空间，并可以保持其反复利用性。这种技术在环境工程中应用广泛，对改善环境的质量有着很大的作用，但在技术具体应用时还是存在一定的不足之处，我们需要采用有效的措施进行改进，确保技术的发展方向，使环境工程能够稳定的长期发展。
一、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。
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二、固定化微生物技术在环境工程中的应用
2.1固定化微生物在废水处理中的运用
固定化微生物能够净化常规生化法难以处理的一些废水 。宋雪等用活炭核-海藻酸钙包埋N -假丝酵母为主的混合菌群，然后分别在低氧和好氧状态下对土霉素生产废水的处理进行了实验研究。结果表明, 经固定的微生物，其使用温度、p H 值适应范围扩大, 对有机物的降解能力亦优于未固定的微生物。室温下，当进水为2400 -5500mg/L 时 , 在低氧与好氧状态下停留24小时 ,其去除率分别达 88.2 %和 97.3 %。研究了用聚砜纤维膜固定假单胞菌处理高浓度苯酚废水, 浓度为 1200mg/L 的苯酚在95h 内可完全降解 。Vanotti等用 PVA 冷冻法把硝化污泥固定在3-5mm 的聚乙烯醇小球里用来处理养猪废水 , 当 HRT 为 4h 时, NH3-N 的硝化率为567mg/l.d 。 杨 云 龙[ 4]等 在序 批 式 活 性污 泥 法(SBR)生物反应器内投入固定化紫色非硫光合细菌 (PSB)及其它细菌来处理亚硫酸钠造纸废水,结果表明 , 在好氧条件下稳定运行时 CODCr去除率为70 %左右，木质素去除率为75 %，与传统生化法相比, 固定化 PSB -SBR 系统处理效果好，启动快，耐冲击负荷, 停留时间短。宋秀兰[ 5]等用聚集-交联固定化胶质红环菌, 在好氧条件下进行降解吲哚的实验，结果表明，该菌种可利用吲哚作为唯一碳源和氮源, 固定化红环菌好氧降解吲哚的最佳条件为:温度 22 -45 ℃， pH值 5.5 -8.5；投加过量 KH2PO4 可促进其降解吲哚的效果 ;固定化胶质红环菌对吲哚去除率最高可达97 %。韩力平[ 6]等采用PVA -硼酸-纱布法固定皮氏伯克霍尔德氏菌，在流化床反应器中处理不同浓度的喹啉废水，取得良好效果。
2.2固定化微生物在大气的研究现状
国内从 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0.63g N/kg 固定化湿颗粒·d 。 硝化速度最高可达2.93g N/kg 固定化湿颗粒·d。同济大学的邵立明[ 8]等采用海酸钠包埋,Ca Cl2胶联法，利用滴滤塔反应器净化含H2S 气体，最大有效处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[ 9]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 (<12.9mg/m3)的去除率在99.0 %以上,对高浓度甲硫醇气体 (>21.4mg/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。
三、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进展
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。首先，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。第二，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。第三，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。第四，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。最后，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。
四、总结
综合文章可以看出，如今在环境工程建设中，固定化微生物技术的广泛应用在一定程度上改善了环境的质量。固定化微生物技术不仅使环境污染得到了有效的好转，还促进了环境工程的发展，虽有不足之处，但只要积极进行改进，就能大程度的保障在工程建设中发挥其作用，固定化微生物技术的优点其他行业可加大利用，使环境工程大程度得到保护。
参考文献：
[1]詹龙辉. 固定化微生物技术处理垃圾渗滤液的应用研究[D].广西大学,2016.
[2]司徒炳溢. 环境工程运用固定化微生物技术的探讨[J]. 环境与发展,2018,30(05):104-105.
论文作者:郑秀荣
论文发表刊物:《防护工程》2018年第19期
论文发表时间:2018/10/29
标签：微生物论文; 技术论文; 硫醇论文; 环境工程论文; 同济大学论文; 污泥论文; 废水论文; 《防护工程》2018年第19期论文;