固定化微生物技術(shù)是20世紀(jì)60年代發(fā)展起來(lái)的一門(mén)新興生物技術(shù)。該技術(shù)利用物理或化學(xué)的措施將游離微生物細(xì)胞或酶定位于限定的空間區(qū)域，并使其保持活性從而反復(fù)利用，具有效率高、穩(wěn)定性強(qiáng)、反應(yīng)易控制、對(duì)環(huán)境耐受力強(qiáng)、保持菌種高效等優(yōu)點(diǎn)。目前經(jīng)常采用的生物固定化方法主要有吸附法、包埋法、交聯(lián)法和共價(jià)結(jié)合法，尤以包埋法和吸附法最為常用。選擇合適的固定化細(xì)胞載體是這項(xiàng)技術(shù)的關(guān)鍵，固定化細(xì)胞載體主要有天然高分子凝膠載體(瓊脂、海藻酸鈣等)和有機(jī)合成高分子凝膠載體(如聚乙烯醇PVA、聚丙烯酰胺ACAM等)。因?yàn)镻VA凝膠具有無(wú)毒、廉價(jià)、對(duì)細(xì)胞活性損傷小、抗微生物分解和機(jī)械強(qiáng)度高等特點(diǎn)，被認(rèn)為是目前最有效的固定化載體之一。Nagadomi等使用由PVA-硼酸和海藻酸材料固定化的光合細(xì)菌處理水產(chǎn)廢水，試驗(yàn)結(jié)果表明，固定化PVA球的水質(zhì)凈化能力比海藻酸鹽固定化球強(qiáng)。

目前對(duì)處理水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水的固定化菌株研究得較多的是光合細(xì)菌和硝化細(xì)菌。將光合細(xì)菌同載體結(jié)合并固定化，不僅可以增強(qiáng)沉降性，使水質(zhì)凈化效率提高、穩(wěn)定性增強(qiáng)，微生物質(zhì)量分?jǐn)?shù)提高;同時(shí)還具有抗環(huán)境因子影響能力強(qiáng)，可長(zhǎng)期保持包埋菌占優(yōu)勢(shì)而防止其它有害菌生長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。鄭耀通等[16]凈化模擬養(yǎng)殖水質(zhì)的試驗(yàn)結(jié)果表明，經(jīng)PVA、SiO2、CaCO3、海藻酸鈉組成的凝膠液固定化后的光合細(xì)菌可顯著提高氨氮和COD的去除率，并能增加溶解氧。加入固定化光合細(xì)菌15d后，氨氮含量下降98.9 %，溶解氧增加63.4%，COD去除率為70.6%。由此可以看出，固定化光合細(xì)菌在去除氨氮、有機(jī)物質(zhì)和增加溶解氧方面有明顯的優(yōu)越性。硝化細(xì)菌主要用于生物脫氮。黃正等選用PVA作為硝化細(xì)菌包埋體，添加適量粉末活性炭包埋固定化硝化污泥，制備固定化小球，經(jīng)6周馴化后處理養(yǎng)殖廢水，COD的去除率為74.9 %，氨氮的去除率達(dá)82.5 %。Kim等為評(píng)估固定化硝化細(xì)菌處理海水循環(huán)養(yǎng)殖系統(tǒng)廢水的脫氮特性，以PVA-硼酸法制備凝膠固定硝化細(xì)菌，試驗(yàn)結(jié)果表明，運(yùn)行30~40 d后，氨氮的去除率達(dá)98%，亞硝酸鹽的累計(jì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)從6 mg/L降到0.1 mg/L以下;當(dāng)海水鹽度不同時(shí)，硝化細(xì)菌的活性恢復(fù)時(shí)間相同;在條件適宜、RHT為0.3 h時(shí)，氨氮的最高去除率可達(dá)82 g/m3.d。可見(jiàn)固定化硝化細(xì)菌技術(shù)對(duì)處理海水循環(huán)養(yǎng)殖廢水表現(xiàn)出很好的脫氮效果。

藻類(lèi)固定化技術(shù)起始于20世紀(jì)80年代，與游離藻類(lèi)相比，固定化藻類(lèi)具有細(xì)胞密度高、反應(yīng)速度快、運(yùn)行穩(wěn)定可靠、藻細(xì)胞流失少等優(yōu)點(diǎn)。嚴(yán)國(guó)安用海藻酸鈣凝膠包埋固定斜生柵藻凈化廢水，試驗(yàn)結(jié)果表明，固定化斜生柵藻對(duì)氨氮和正磷酸鹽的凈化效果明顯高于未固定斜生柵藻。W ilkinson對(duì)活性藻類(lèi)的固定化研究結(jié)果表明，固定化藻類(lèi)對(duì)重金屬的去除效率要比懸浮藻高，速率更快。藻類(lèi)固定化技術(shù)在廢水處理中具有廣闊的應(yīng)用前景，但是，該技術(shù)目前主要處于實(shí)驗(yàn)研究階段，在實(shí)際應(yīng)用中還存在許多問(wèn)題，如對(duì)固定化微生物的凈化機(jī)制及其保存、批量生產(chǎn)等的研究尚未完善。

微生物固定化技術(shù)能夠有效凈化養(yǎng)殖水體，降低環(huán)境污染并有利于建立高效率的循環(huán)養(yǎng)殖系統(tǒng)，降低生產(chǎn)成本，從而促進(jìn)養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展。相信經(jīng)過(guò)不斷的研究和改進(jìn)，固定化微生物技術(shù)一定能在養(yǎng)殖廢水生物處理的實(shí)際應(yīng)用中發(fā)揮巨大潛力。

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