净水处理剂-微生物絮凝剂（三）

2.4固定化技术

固定化技术是通过采用化学或物理方法将游离微生物定位于限定的空间区域内，使其保持活性并可反复使用，包括固定化酶、固定化细胞和固定化藻。固定化方法主要包括三种：载体结合法、交联法和包埋法。固定化技术是通过采用化学或物理手段将游离的细胞（微生物）或酶，定位于限定的空间区域并使其保持活性和可反复使用的一种基本技术。采用固定化技术有利于提高生物反应器内的微生物细胞浓度和纯度，并保持高效菌种，其污泥产生量少，利于反应器的固液分离，也利于除氮和除去高浓度有机物或某些难降解物质。

制备固定化微生物方式是多种多样的，任何一种限制微生物自由流动的技术都可以用于制备生物吸附剂。制备固定化微生物的方法有4种，即吸附法、共价结合法、交联法和包埋法等四大类。其中包埋法是最常用的方法，按照包埋系数的结构可分为凝胶包埋法和微胶囊法，即将细胞包裏于凝胶的微子内或半透膜聚合物的超滤膜内。该法操作简单，对细胞活性影响较小，制作的固定化细胞球的强度较高，目前已被广泛地利用于废水处理。用于包埋法的载体，通常选用聚丙烯酰胺凝胶（ACAM)、海藻酸耗、卡拉胶、琼脂糖胶、聚乙烯醇（PVA)等。

把制备好的固定化微生物放入反应器中，当废水以一定流速通过固定化微生物时，固定化微生物以吸附、分解等降解方式使废水水质得以净化。目前，固定化微生物反应器应用较多的是流化床生物反应器、固定墒充床和搅拌槽式反应器。

从自然界筛选驯化获得的土著菌用于有毒难降解有机废水处理往注不能满足治理工程的需要。为此，将传统微生物学与现代生物技术有机结合，运用微生物遗传学的手段，构建出兼具多种优势的新型工程菌，可以大大提高微生物的降解效力，扩大其降解范围。基因工程，又称基因重组技术，是按人们的设计将不同生物的基因分离后在体外人工剪切，再和载体（质粒、嗜菌体、病毒）DNA拼接，然后转入微生物或其他生物细胞内进行扩増，并使转入细胞内的基因得到表达的技术。目前利用遗传学原理构建高效降解的基因工程菌的技术有：细菌质粒育种、分子遗传育种和原生质体融合等技术。

分子遗传育种是指在分子水平上于生物体外用人工方法对DNA进行剪切和加工，将不同亲本的DNA重新连接，转移到受体细胞中，通过复制和表达，使该细胞获得像新的遗传性状的一项新技术。对于水环境中难以降解的有害化合物，可以通过遗传工程方法，设计新的代谢途径，利用相关基因构建工程菌，这样不仅可以提高细胞单一酶的浓度，増加代谢途径中的某一限制酶的表达，还能使代谢途径中所有基因的表达获得同步増加，从而大大提高降解率，促使有毒难降解有机物降解为无害的产物。

近年来，应用原生质体融合，通过基因体内重组构建具有多种优势的基因工程菌的生物技术便得到世人的关注。原生质体融合是指将两个亲株的细胞壁分别通过酶解去除，然后在高渗条件下使两原生质体融合，从而获得发生了基因重组的融合子的过程。

2.5生物膜法

生物接触氧化法兼有活性运泥法和生物膜法的特点。具有较高的处理负荷，能够处理容易引起污泥膨胀的有机废水，在制药工业生产废水的处理中，常常直接采用生物接触氧化法，或用厌氧消化、酸化作为预处理工序，来处理扑热息痛、抗生素原料药、淄体类激素等制药生产废水，接触氧化法处理制药废水时，如果进水浓度高，池内易出现大量泡沫，运行时应采取防治和应对措施。

生物膜反应器都具有微生物浓度高、净化反应速度快、停留时间短等优点，可以使反应装置小型化，从而降低设备成本。与常规处理法相比，具有设备简单、运行费用低、二次污染少等优点。

2.6生物流化床法

生物流化床将普通的活性污泥法和生物滤池法两者的优点融为一体，因而具有容积负荷高、反应速度快、占地面积小等优点。对麦迪霉素、四环毒、卡那霉素等制药废水，可采用生物流化床技术进行处理。

微生物絮凝剂为生物菌体或有机高分子，较化学絮凝剂便宜，微生物絮凝剂是靠生物发酵产生的，化学絮凝剂是人工合成的，从生产所用原材料、生产工艺和能源消耗等方面考虑，微生物絮凝剂成本很低，微生物絮凝剂处理技术总费用低于化学絮凝处理技术的处理费用，前者约为后者的2/3。

市场展望

在国家2010年环境规划中，难降解有毒害工业废水的治理也被列为中国今后重点开展的研究课题。当今环境工程技术的发展已体现出和微生物遗传学越来越密切的趋势。今后，对难降解有机废水的处理。除部分依靠强化现有的水处理工艺外，将不得不利用现代生物技术去加以解决。近年来，各国科学家在挖掘各自的菌种资源、基因定位和建立高效降解基因库，以及研究工程菌在开放环境中的行为等方面都在不解努力。美国、日本等国对向环境释放重组体生物的限制也正逐步放宽。可以预见，21世纪的环境工程将更充分地运用现代生物技术。

微生物水处理剂的开发和应用方兴未艾，其特性和优势为水处理技术的发展展示了一个广阔的前景，微生物絮凝剂将可能在未来取代或部分取代传统的无机高分子和合成有机高分子絮凝剂。应投入更多人力物力进行开发。