固定化微生物技術是將微生物固定在載體上,使其高密度密集並保持其生物功能,在適宜的條件下還可增殖,以滿足處理工藝的要求;實質上是從增加單位反應器內微生物數量的角度來提高微生物的活性,使得細胞密度高,微生物流失少、不需分離,就能純化和保存高效菌株等優勢,反應速度快,運行穩定、可靠,從而節約運行成本,提高MSW的處理效率。固定化微生物技術目前國內外還沒有一個統一的分類標準,方法也多種多樣,主要有載體結合固定化(吸附法)、交聯固定化、包埋固定化和共價結合法,各種固定化方法和載體都各有特點,見表1。其中,微生物細胞的固定化方法以包埋法和吸附法最為常用。包埋法是將微生物封閉在天然高分子多糖類或合成高分子凝膠的網絡中,從而使微生物固定化;其特點是可以將固定化微生物製成各種形狀(球狀、塊狀、圓柱狀、膜狀、布狀、管狀等),但包埋法製得的固定化微生物對傳質有一定的影響。吸附法是將微生物細胞附著於固體載體上,微生物細胞與載體之間不起化學反應,並且具有操作簡單、固定化條件溫和、細胞活性損失小、載體可以反複使用等優點,所以被廣泛應用和深入研究。
表1 各種固定化方法的比較
性能 |
交聯法 |
吸附法 |
共價結合法 |
包埋法 |
製備的難易 |
適中 |
易 |
難 |
適中 |
結合力 |
強 |
弱 |
強 |
適中 |
活性保留 |
低 |
高 |
低 |
適中 |
固定化成本 |
適中 |
低 |
高 |
低 |
存活力 |
無 |
有 |
無 |
有 |
適用性 |
小 |
適中 |
小 |
大 |
穩定性 |
高 |
低 |
高 |
高 |
載體的再生 |
不能 |
能 |
不能 |
不能 |
空間位阻 |
較大 |
小 |
較大 |
大 |
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