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微生物的固定化技術

2024-7-5  閱讀(560)

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  一、 固定化微生物
 
  以與固定化酶相同的固定方法將酶活力強的微生物體固定在載體上,微生物體本身是多酶體系的固定化載體,將整個細胞固定化更有利于保持其原有活性,甚至可提高活性。有死細胞固定化和生長細胞固定化兩種。
 
  二、 固定化微生物的特性
 
  固定化微生物普遍比未固定化的微生物性能好、穩(wěn)定、降解有機物性能力強、耐毒、抗雜菌、耐沖擊負荷。將固定化微生物制備成顆粒狀、膜狀和包埋制成凝膠,充填到反應器中用于連續(xù)流運行,微生物不會流失。
 
  三、 固定方法
 
  固定化方法有載體結(jié)合法、交聯(lián)法、包埋法、逆膠束酶反應系統(tǒng)和孔網(wǎng)狀載體截陷固定技術。
 
  1. 載體結(jié)合法:
 
  以共價結(jié)合、離子結(jié)合和物理吸附等將微生物固定在非水溶性的載體上。載體有葡聚糖、活性炭、膠原、瓊脂糖、多孔玻璃珠、高嶺土、硅膠、氧化鋁、羧甲基纖維素等。在污水處理中,這種固定方式要求生物膜載體表面具某種活性基團,通??蓪d體表面進行改性,達到攜帶活性基的目的。
 
  2.交聯(lián)法:
 
  將微生物與2個或2個以上的官能團的試劑反應形成共價鍵的固定方法。
 
  交聯(lián)劑有:戊二醇、雙重氮聯(lián)苯胺和六亞甲基二異氰酸酯。細胞間自交聯(lián)是自然界普遍存在的一種現(xiàn)象,如活性污泥系統(tǒng)中菌膠團的形成以及厭氧污泥床中顆粒污泥的產(chǎn)生均是通過細胞間自交聯(lián)實現(xiàn)的。為了進一步強化細胞間或酶間的這種自交聯(lián)程度,可以加入一些交聯(lián)劑形成細胞間的穩(wěn)固結(jié)合。交聯(lián)劑在活性污泥系統(tǒng)中也有應用,有時向曝氣池內(nèi)投加一定量的交聯(lián)劑能得到更好的菌膠團,它有利于二沉池中泥水分離及有助于控制曝氣池內(nèi)微生物濃度。
 
  3.包埋法:
 
  將微生物包埋在凝膠微小格子中,或?qū)⑽⑸锇诎胪感缘木酆衔锬?nèi)的固定方法。格子型的包埋材料:聚丙烯酰胺(PACAM)凝膠、聚-乙烯醇(PVA)、瓊脂、硅膠等。微膠囊型的包埋材料有尼龍、乙基纖維素和硝酸纖維素。包埋技術是通過某些多聚體化合物包裹微生物,從而達到固定微生物的目的。它有兩大特點,一是可快速、簡捷地獲得固定微生物;二是可以選擇性地同時固定不同菌屬的微生物。目前,該種技術在文獻中已有大量報道,特別是在生物工程領域。由于研究目的的不同,所選用的多聚體包埋劑也不盡相同。在污水生物處理中,人們應用較多的包埋劑為PVA及海藻酸等。經(jīng)過多聚體包埋處理后的微生物分別于多聚體骨架內(nèi),可以將它們制成顆?;蚍綁K狀等不同形狀的材料。
 
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