吸附固定化技术在环境污染治理中的研究进展

耿东颖

摘 要：城市的环境直接影响居民的健康，而很多经济发展水平相对比较高的城市都存在着各种程度相对严重的环境污染问题，大部分环境污染问题都是由工业生产以及日常性的污染行为造成的，无论对待哪一种环境污染问题，相关人员都必须要将治理工作做好，借此来减轻环境污染问题的强度。在治理环境污染的可应用技术之中，吸附固定化技术能够发挥出比较好的应用效果，本文对这种治理环境的技术研究情况进行展示。

关键词：吸附固定化技术；环境污染；治理；研究进展

针对现代化城市开展环境治理工作时，治理人员首先需要明确具体的环境问题，再选定合适且有效的技术手段进行治理。在面对水污染这一问题时，很多治理人员都会优先选择固定化的治理技术，通过微生物来给工业废水施加生物处理，这种技术在保护水环境的工作中发挥着极为重要的作用。在治理水环境存在的污染问题时，工作人员可以将这种方法与其他的治理方法结合应用，确保治理效果。本文对该技术领域内的专业人士在近几年的研究成果加以展示与讲解。

1 吸附固定化技术概述

固定化技术在各种环境问题治理工作中均发挥着极为重要的作用，通过物理或者化学方法可以将处于游离状态的酶或者微生物有效分离，在一定的活性影响之下，这种技术可以被反复应用，这种方法能够将微生物的密度充分增加，微生物的速失率也能被降低，降解速率也能够被充分提升。在固定化的微生物的技术系统之中，可选用的具体方法包括吸附法、交联法与包埋法三种，这三种技术极具差异性，包埋法应用成本高，使用过程极为复杂，同时不能再生，而交联法会增大活性损失，同时应用的交联剂的价格也比较昂贵，降解效率也不高。而本文着重研究的吸附法可以对微生物的分子与静电力与有效利用，使微生物附着在附加剂上，载体与微生物之间具有比较弱的结合力，极为容易实现菌体脱离的应用目的，更为重要的是这种方法不需要经过比较复杂的治理过程，不需要消耗过高的环境治理成本，其载体也能够实现再生。

固定化中吸附法可分为物理吸附和离子吸附。物理吸附是使用具有高吸附能力的物质，如话性炭、陶粒等吸附剂，将微生物吸附在表面固定化。离子吸附是利用微生物在解高状态下离子健合作用而固定于带有相反电荷的离子交换剂上，常见的离子交换剂有DEAE-纤维素、CM-纤维来等。吸附法固定化微生物机理主要为目标菌种表面与载体表面的：静电作用、氢键、疏水作用和π电子亲和力等作用、分子间作用力。在吸附固定化过程中，几种机理可能同时发生，但以某一种吸附机理为主。

2 当前研究情况分析

以下对吸附固定法之中应用的主要载体材料进行分析，以此明确该处理技术的研究状况：

2.1 无机载体分析

无机载体最为显著的特点就是使用时间长、成本偏低、稳定性极好且具有极高的机械强度，属于实用性的无机载体，在吸附处理法之中比较常见。

一般是借助吸附方法来制备固定化颗粒，或经小分子化学改性以共价键合方式制备固定化颗粒。但缺点是无机载体的结构不易调控，影响传质且键合酶的能力差，但可与传统有机聚合物载体材料形成互补体系。SU等以蛭石为载体，吸附固定毛霉及芽抱杆菌，用于降解上壤中的苯井[a]芘。4d内，革州[a]芘的降解率高达95.3%.而游离菌组的陈解率仪为79.6%，Balfanz等用粘士吸附固定的产破杆菌，提高了土壤中对氯苯粉的降解速率。刘幽燕等利用本碱杆菌降氛，以沸石为载体进行吸附法固定化，降解率能达到90%。周林成用普通陶粒吸附固定化微生物单级去除工业污水中CODCrCODCr去除率达91.1%。乌日娜用聚乙烯亚胺涂覆改性浆料纤维为载体，利用离子吸附法固定化果胶酸处理造纸废水。比游离酶有更宽的PH和温度适用范围，具有更好的稳定性和更高的催化分解速率。

2.2 有机载体分析

在吸附法固定化中，天然生物质材料经济、无毒，可提供微生物生长所需碳源等养分，比表面积大，孔比容积大，结构较稳定易化学改性，修饰表面，大幅改善载体的生物相容性，提高对酶和微生物的亲和力，提供有利于微生物生长及其表面酶促反应微环境，从而得到理想固定化材料。因此，近来有机载体主要是生物质材料在废水处理中得到较多的研究和应用。直接以天然生物质材料作为载体，吸附能力较弱，载体和细胞易脱落。周珊等人以竹炭为载体，用吸附法将硝化闲反硝化菌等微生物固定在竹炭上，系统中可发生同时硝化反硝化作用氨氮去除率可达70%以上。

谢冬瑾以稻草粉末、棉花秆粉木木屑、麦秆粉术、花生壳粉末等为载体，采用吸附法固定白腐真菌降解焦化废水，3天COD去除率可达84.89%粉类的去除率达70.38%卢永以玉米芯为载体，采用吸附法制备固定化菌剂进行除油研究，玉米芯固定化微生物的除油率为47.6%～50.7%，高于相应生物炭的除油率43.5%。对天然生物质材料进行表面修饰，结合力增強，稳定性增高，但细胞易降低话性。张秀霞等人采用酸性氧化改性的生物秸（XMG）为载体制各固定化微生物用于石油污染土壤的修复，微生物的吸附

2.3 复合载体分析

前文对于吸附固化方法中的无机载体与有机载体的研究情况进行了阐述，两种载体各有优缺点，能够被应用到存在不同的污染问题的水环境之中，而研究人员对两种载体进行了结合性的研究，开发出了复合型的载体，这种载体可以自行形成互补系统，其在固化研究领域之中有极为乐观的前景，有学者在消除水环境之中的COD物质时，会应用固定化活性污泥，其主要的载体材料包括壳聚糖与海藻酸钠，同时结合了硅藻土、活性炭等材料，确保复合载体的应用合理性。

这种复合型载体也存在一定的应用问题，其选材工作比较精细，对于治理操作的要求也比较多，材料制备成本也相对偏高，载体与吸附法细胞之间的结合力度比较弱，载体会出现频繁再生的情况，因此这种复合型的载体在本文介绍的吸附法之中应用的比较少，而在包埋法与交联法之中与应用的反而比较多。

3 结束语

本文的研究内容为环境治理技术，主要对吸附固定化治理技术进行了分析，这种技术之所以会被频繁应用于治理水环境的工作之中，不仅仅是因为其治疗效果比较彻底，同时还是因为该种技术应用方式极为简单，相比其他高成本的治理技术，这种治理技术还具有经济化的应用优势，但是其在我国的工业废水治理工作中的应用时间还比较短，因此不成熟之处也比较明显，甚至应用不当时，还会出现二次污染的问题，因此在改进这种水环境治理技术时，可以针对其现有的缺陷确定改进方向。

参考文献

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