一、微生物固定化技术概述1、概念固定化技术：采用化学或物理的手段将游离细胞或酶定位于限定的空间区域内，使其保持活性并可反复利用的一种技术固定化微生物：将微生物细胞用一定的方法进行固定，作为固体催化剂利用第三节微生物固定化技术在饮用水深度处理中的应用（1）大幅度提高微生物浓度（2）酶的数量和活性损失较小（省掉提取工艺）（3）固液分离迅速（固定化颗粒比重大）（4）耐环境冲击（被高分子材料包埋）（5）对有毒物质的承受能力和降解能力增强（6）可根据需要选择有效微生物（7）降低二次污染（8）有利于提高生物反应器内微生物的纯度，并保持高效菌种2、微生物固定化技术优点任何一种限制细胞自由流动的技术都可用于制备固定化细胞（1）吸附法（2）共价结合法（3）交联法（4）包埋法3、固定化细胞的制备方式（1）吸附法物理吸附：使用具有高度吸附能力的硅胶，活性炭，多孔玻璃，石英砂等吸附剂吸附细胞到表面使之固定化离子吸附法：细胞在解离状态下可因静电引力（离子键结合）而固着于带有相异电荷的离子交换剂上，如DEAE－纤维素，CM－纤维素等特点：操作简单，反应条件温和，可以反复利用，但结合不牢固，细胞易脱落（2）共价结合法细胞表面上功能基团（如α－氨基，α－羧基，羟基等）和固相支持物表面的反应基团之间形成化学共价键连接，从而成为固定化细胞。特点：结合牢固，使用过程中不会发生脱落，稳定性好，但反应条件激烈，操作复杂，控制条件苛刻（3）交联法与共价结合法一样，靠化学结合的方法式细胞固定，载体是非溶性的，如采用戊二醛或双偶联苯胺等带有两个以上的多官能团交联剂与细胞进行交联，可形成固定化细胞特点：反应条件激烈，对细胞活性影响较大（4）包埋法固定化技术最常用的方法按照包埋剂的结构：凝胶包埋法和微胶囊法将细胞包埋于凝胶的微小格子内或半透膜聚合物的超滤膜内。特点：操作简单，对细胞活性影响较小，固定化细胞球强度较高4、固定化的载体（1）选择原则：对细胞无毒性性质稳定不易被微生物分解强度高寿命长价格低廉（2）常用的载体按所用物质分：无机载体:多孔玻璃，多孔陶瓷等多糖类载体：纤维素，交联葡萄糖，琼脂等蛋白质类载体：胶原－纤维蛋白，角蛋白，明胶等水凝胶载体：聚丙烯酰胺空心纤维载体：聚氯乙烯等包埋法常用的载体：凝胶包埋法选用聚丙烯酰胺凝胶，琼脂糖凝胶，聚乙烯醇等微胶囊包埋法选用乙基纤维素和硝酸纤维素等1、在有机污染物治理中的应用（1）农药杀虫剂废水以甲胺磷为例菌种：假单胞菌B82，高效降解甲胺磷为对人和动物无毒的无机磷固定化：用聚乙烯醇对菌株进行包埋，同时添加少量海藻酸钠和活性炭，达到吸附和包埋的双重效果效率：固定化的B82凝胶小球在pH6-11范围内快速降解甲胺磷，去除率可达到95％以上二、微生物固定化技术在饮用水深度处理中的应用（2）含酚废水菌种：从活性污泥中分离得到降解酚的热带假丝酵母固定化：用海藻酸钙凝胶包埋固定后处理含酚废水效率：进水酚浓度为300mg/L时，出水酚浓度小于0.5mg/L，去除率99.8以上（3）印染废水－脱色菌种：蜡状芽孢杆菌固定化：用多孔硅酸盐材料吸附固定或聚乙烯醇包埋，形成固定化细胞效率：对混合染料浓度为60mg/L的印染废水，处理6h脱色91％对染槽废水和食堂废水配制的实际废水，72h连续处理，保持80％以上的脱色率（1）有机废水处理中固定化微生物的优势对有毒物质的承受能力增强降解能力都有明显提高固定化载体的保护，阻碍有机物的扩散，保持细胞表面降低浓度的有机物，毒性减小载体与细胞之间形成联系，增加细胞膜的稳定性有利于提高生物反应器内微生物的纯度，并保持高效菌种2、固定化细胞技术在有机废水处理中的前景可高效去除可溶性有机物：例如：合成洗涤剂工业废水中的直链烷基磺酸钠固定化：用聚乙烯醇凝胶固定化细胞处理效率：进水浓度在40－70mg/L时，3h内去除率90％以上可有效降解难降解有机物，生物处理比较困难，方法：通过定向培育和驯化筛选高效菌种，然后通过固定化技术处理，可有效去除难降解有机污染物另外，实际废水都是复杂的混合体系，单一