固定化微生物處理水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水
固定化微生物技術(shù)是20世紀60年代發(fā)展起來的一門新興生物技術(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、反應(yīng)易控制、對環(huán)境耐受力強、保持菌種高效等優(yōu)點。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胞載體是這項技術(shù)的關(guān)鍵，固定化細胞載體主要有天然高分子凝膠載體(瓊脂、海藻酸鈣等)和有機合成高分子凝膠載體(如聚乙烯醇PVA、聚丙烯酰胺ACAM等)。因為PVA凝膠具有無毒、廉價、對細胞活性損傷小、抗微生物分解和機械強度高等特點，被認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菌處理水產(chǎn)廢水，試驗結(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。
目前對處理水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水的固定化菌株研究得較多的是光合細菌和硝化細菌。將光合細菌同載體結(jié)合并固定化，不僅可以增強沉降性，使水質(zhì)凈化效率提高、穩(wěn)定性增強，微生物質(zhì)量分數(shù)提高;同時還具有抗環(huán)境因子影響能力強，可長期保持包埋菌占優(yōu)勢而防止其它有害菌生長等優(yōu)點。鄭耀通等[16]凈化模擬養(yǎng)殖水質(zhì)的試驗結(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，固定化光合細菌在去除氨氮、有機物質(zhì)和增加溶解氧方面有明顯的優(yōu)越性。硝化細菌主要用于生物脫氮。黃正等選用PVA作為硝化細菌包埋體，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82.5 %。Kim等為評估固定化硝化細菌處理海水循環(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菌，試驗結(jié)果表明，運行30~40 d后，氨氮的去除率達98%，亞硝酸鹽的累計質(zhì)量分數(shù)從6 mg/L降到0.1 mg/L以下;當海水鹽度不同時，硝化細菌的活性恢復(fù)時間相同;在條件適宜、RHT為0.3 h時，氨氮的最高去除率可達82 g/m3.d？梢姽潭ɑ趸毦夹g(shù)對處理海水循環(huán)養(yǎng)殖廢水表現(xiàn)出很好的脫氮效果。
藻類固定化技術(shù)起始于20世紀80年代，與游離藻類相比，固定化藻類具有細胞密度高、反應(yīng)速度快、運行穩(wěn)定可靠、藻細胞流失少等優(yōu)點。嚴國安用海藻酸鈣凝膠包埋固定斜生柵藻凈化廢水，試驗結(jié)果表明，固定化斜生柵藻對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對活性藻類的固定化研究結(jié)果表明，固定化藻類對重金屬的去除效率要比懸浮藻高，速率更快。藻類固定化技術(shù)在廢水處理中具有廣闊的應(yīng)用前景，但是，該技術(shù)目前主要處于實驗研究階段，在實際應(yīng)用中還存在許多問題，如對固定化微生物的凈化機制及其保存、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，從而促進養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展。相信經(jīng)過不斷的研究和改進，固定化微生物技術(shù)一定能在養(yǎng)殖廢水生物處理的實際應(yīng)用中發(fā)揮巨大潛力。
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