載體固化微生物

⑴ 生物膜是固定化微生物嗎

在生命的最初階段，正是有了脂性的膜，才能使生命—蛋白質與核酸得與周圍介質隔離的屏障而保持聚集和相對穩定的狀態，繼之才有細胞的發展。因此，脂膜是任何活性細胞必不可少的。生物膜有以下作用：
1. 生物膜具有分室作用。細胞的膜系統不僅把細胞與外界環境隔開，而且把細胞內部的空間分割，使細胞內部區域化，即形成多種細胞器，從而使細胞的生命活動分室進行。各區域均具有特定的PH、電位、離子強度、酶系等。同時，膜系統又將各個細胞聯系起來，共同完成各種連續的生理化學反應。比如光呼吸的生化過程就有葉綠體、過氧化物和線粒體3種細胞器分工協同完成。
2. 生物膜是代謝反應場所。生物膜是許多代謝反應有序進行的場所，如光合作用的光能吸收、電子質子傳遞、同化力的形成、呼吸作用的電子傳遞及氧化磷酸化過程分別在光合膜和線粒體內膜上進行。
3. 生物膜是能量轉換場所。生物膜是細胞進行能量轉換的場所，光合電子傳遞、呼吸電子傳遞以及與之相偶聯的光合磷酸化和氧化磷酸化都發生在膜上。
4. 生物膜是物質交換場所。生物膜對物質的透過具有選擇性，能控制莫內外的物質交換。如質膜可通過簡單擴散、促進擴散、主動運輸、胞飲作用等方式進行各種物質的吸收與轉移。各種細胞器上的膜也通過類似方式控制其小區域與胞質進行物質交換。
5. 生物膜能識別與信息傳導。膜糖的殘基分布在膜的外表面，好似觸角，能夠識別外界的某種物質，並將外界的某種刺激轉換為胞內信號，誘導細胞反應。例如，花粉粒與柱頭表面之間，砧木與接穗細胞之間、根瘤菌與豆科植物根細胞之間的識別反應均與膜性質有關。膜上存在著各種各樣的受體，能感應刺激，傳導信息，調控代謝。

⑵ 固定化微生物技術

固定化微生物技術是將特選的微生物固定在選證的載體上，使其高度密集並保持生物活性，在適宜條件下能夠快速、大量增殖的生物技術。這種技術應用於廢水處理，有利於提高生物反應器內微生物（尤其是特殊功能的微生物）的濃度，有利於微生物抵抗不利環境的影響，有利於反應後的固液分離，縮短處理所需的時間。
利用固定化微生物技術提高廢水處理效率的工藝方法也被稱作「生物增效」，其適用的領域非常廣泛，例如：化糞池、隔油槽、排水管、城市污水處理廠以及工業廢水…等。一般而言，針對特殊污染源，來自天然環境的微生物消耗很快、效率低下，即使有快速的繁殖能力仍不足以負荷。因此，生物增效的作業過程還是依循自然的方式，向目標添加定製的、具有已知降解能力的微生物制劑（固定化微生物），處理效果則有明顯的提升。
現在所研究的生物吸附劑的固定化方法主要有以下幾種:
1吸附法
吸附法一般依靠生物體與載體之間的作用，包括范德華力、氫鍵、靜電作用、共價鍵及離子鍵，兩者間的屯電位，在微生物體和載體的相互作用中起重要作用。常用的吸附載體有活性炭、木屑、多孔玻璃、多孔陶瓷、磁鐵礦、硅藻土、硅膠、纖維素、聚氨醋泡沫體、離子交換樹脂等。它是一種簡單易行、條件溫和的固定化方法，但用它固定的生物體不夠牢靠，容易脫落。
2交聯法
交聯法又稱無載固定化法，是一種不用載體的工藝，通過化學、物理手段使生物體細胞間彼此附著交聯。化學交聯法它一般是利用醛類、胺類等具有雙功能或多功能基團的交聯劑與生物體之間形成共價鍵相互聯結形成不溶性的大分子而加以固定，所使用的交聯劑主要有戊二醛、聚乙烯酞胺、表氯醇等等。物理交聯法在是指在微生物培養過程中，適當改變細胞懸浮液的培養條件(如離子強度、溫度、pH值等)，使微生物細胞之間發生直接作用而顆粒化或絮凝來實現固定化，即利用微生物自身的自絮凝能力形成顆粒的一種固定化技術。
3包埋法
在微生物的固定化方法中，以包埋法最為常用。它的原理是將生物體細胞截留在水不溶性的凝膠聚合物孔隙的網路中，通過聚合作用或通過離子網路形成，或通過沉澱作用，或通過改變溶劑、溫度、pH值使細胞截留。凝膠聚合物的網路可以阻止細胞的泄露，同時能讓基質滲入和產物擴散出來。
包埋材料可以分為兩大類:
(l)天然高分子多糖類，如海藻酸鹽、瓊脂、明膠等I』3l，其中以海藻酸鈉和卡拉膠應用最多，它們具有固化方便，對微生物毒性小及固定化密度高等優點，但是它們抗微生物分解性能較差，機械強度低，但是可使用交聯劑進行穩定化處理，但活力和傳質性能又會下降。
(2)合成高分子化合物，如聚丙烯酞胺、聚乙烯醇(PvA)娜l等。這類交聯劑的突出優點是抗微生物分解性能好，機械強度高，化學性能穩定。但是聚合物網路的形成條件比較劇烈，對微生物細胞的損害較大，而且成形的多樣性和可控性不好。

⑶ 固定化微生物技術應用於飲用水處理有哪些優點

固定化微生物技術是用化學或物理的手段，將游離細胞或酶定位於限定的區域，使其保持活性並可反復利用的方法。最初主要用於發酵生產，７０年代後期，被用到水處理領域，近年來則成為各國學者研究的熱點。固定化微生物技術克服了生物細胞太小，與水溶液分離較難，易造成２次污染的缺點，保持了效率高、穩定性強、能純化和保持高效菌種的優點，在廢水處理領域有廣闊的應用前景。在實際應用過程中，如何固定、何種載體，才能使固定化微生物能較長時間的保持一定強度和活度，才能降低固化的成本，延長固定微生物的使用壽命，是該技術在污水處理中得到廣泛應用的關鍵。文本著重介紹近年來廢水處理中常用的固定化材料，及比較成熟的固定方法和影響因素。

參考---------------------------------------------------------------------------------------------

２常用固定化方法

廢水處理中常用微生物固定化方法主要有：包埋法、交聯法、載體結合法。

２．１包埋法

包埋法是利用線性網狀結構的高分子聚合物載體的加裹作用，將游離細胞截留在形成的高分子材料內，其結構可防止細胞滲出到周圍培養基中，但底物仍能滲入與細胞發生反應。包埋法操作簡便，微生物本身不參與水不溶性膠網格或微膠囊的形成，活力較高，應用廣泛。但包埋材料會一定程度阻礙底物和氧擴散，並對大分子底物不適用。Ｊｏｓｈｉ用海藻酸鈣、聚丙烯酸酯、瓊脂、蛋白質等，分別包埋產苯化工廠的活性污泥用於含酚廢水處理。結果表明，海藻酸鈣有最大的酚降解率，能市郊降解濃度在１０００ｍｇ／Ｌ以上的含酚廢水，固定化污泥反復使用１２次而酚降解率不變。

２．２交聯法

交聯法是使用雙功能或多功能的試劑與酶分子進行分子間的交聯固定化方法。由於酶蛋白的功能團參與此反應，所以酶的活性中心構造可能受到影響，而使酶顯著失活。此外，在劑如戊二醛等價格昂貴，限制了其應用，實際常與其它方法結合。陳陶聲等報道，Ｓｍｉｌｅｙ使用苯酚甲醛樹脂ＤｕｏｌｉｔｅＤＳ－７３１４１，來吸附枯草芽孢桿菌的α－澱粉酶交聯，形成酶－樹脂復合物，用於連續水解造紙廢水中懸浮微纖維的膠態澱粉，效果很理想。

２．３吸附法

又稱載體結合法，是通過物理吸附、化學或離子結合，將微生物固定於非水溶性載體。這種方法操作簡單，對微生物活力影響小，但所結合的微生物量有限，反應穩定性和反復使用性差。美國賓州大學培養從活性污泥中分離出的優勢菌絲孢酵母（Ｆｒｉｃｈｏｓｐｏｒｏｎｃｕｔａｎｅｕｍ）和假單胞菌（Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓｐ），提取高酶活的酚氧化酶，再以化學手段結合到玻璃珠上，用於處理冶金工業酚廢水，使固定酶活性可達游離細胞的９０％。

３載體的選擇

水處理中對載體的要求是：

1) 具有足夠的機械、物理和化學穩定性；

2) 具有惰性，不能幹擾生物分子的功能；

3) 具備一定的容量；

4) 價廉易得。

載體包括２大類：無機載體如多孔玻璃、硅藻土、活性炭、石英砂等；有機載體如瓊脂、聚乙烯醇凝膠（ＰＶＡ）、角叉萊膠、海藻酸鈉、聚丙烯醯胺（ＡＣＡＭ）凝膠等。無機載體常用於吸附法，高質量無機載體的指標之一是有較大的表面積。無機載體常與包埋載體結合，以提高包埋載體的強度，擴大孔徑，提高包埋微生物的使用效率與壽命。吸附法中微生物與載體結合不牢固，易脫落，吸附數量不多；膠聯法固定微生物活性較低，很少單獨使用。

本文則主要討論常用於包埋法的載體，而包埋載體品種很多，主要在天然高分子凝膠和有機合成高分子載體２類。

３．１天然高分子載體

天然高分子載體有瓊脂、海藻酸鈣、角叉萊膠等，它們無生物毒性，傳質性好，但強度較低，在厭氧條件下易被生物分解。瓊脂凝膠有良好的惰性，但機械性能與化學穩定性差，常在鹼性條件下加２，３－二溴丙醇交聯，以提高其穩定性。瓊脂凝膠在實際操作時應避免劇烈攪拌破壞結構，同時也應盡量避免冷凍。海藻酸鹽的分子式為（Ｃ８Ｈ８Ｏ８）ｎ，聚合度可從８０到７５０，無毒、不易被降解，一價鹽為水溶性，二價以上的為水不溶性。可形成耐熱的凝膠的重要依據，實際應用中常添加其它物質以增加強度。

３．２合成有機高分子載體

合成有機高分子聚合物有ＡＣＡＭ、ＰＶＡ、聚乙醯幾丁酯、光敏聚乙烯醇等。一般強度較好，但傳質性能較差，包埋後對細胞活性有影響。實際應用需注意其表面親水性、粘度均一性和內部孔的結構。ＰＶＡ因無毒、價廉、搞微生物分解和機械強度高等特點受到重視，被認為是目前最有效的固定化載體之一。但存在包埋顆粒易破碎、傳質阻力大、產氣上浮及活性喪失大等缺陷。實際常以ＰＶＡ為主要包埋骨架，添加其它能提高包埋效果的添加劑。閔航等以ＰＶＡ為主要包埋材料的混合載體，來固定厭氧活性污泥，以處理有機廢水。混合載體由聚乙烯醇、０．１５％海藻酸鈉、２％鐵粉、０．３％碳酸鈣、４％二氧化硅組成。中野報道，ＰＶＡ膠制備過程中，加入少量粉末活性炭可提高凝膠強度，且製成的固定細胞在進水不穩定、難降解組分突然進入處理系統的情況下，與單一ＰＶＡ凝膠相比顯示出優勢。

３．３載體的混合使用

實際中常將幾種載體混合使用，利用各自的優點以提高使用效率。Ｐａｉ用含１％活性炭、４％海藻酸鈣凝膠、１％濕菌體的泫藻酸鈣凝膠，包埋微生物以降解苯酚廢水，效果比較理想。Ｌｉｎ利用海藻酸鈣與吸附劑（粉末活性炭）聯合包埋固定Ｐｈａｎｅｒｏｃｈａｔｅｃｈｒｙｓｏｓｐｏｒｉｕｎ菌，用於降解五氯酚，與非固定化和單獨固定化體系比較的結果表明，聯合固定化體系更有效。孫艷利用添加硅藻土和用已二胺一戊二醛，對降酚菌種（以海藻酸鈉包埋固定）的表面進行化學處理，使固定細胞的機械強度、降酚活性和穩定性得到了提高。陳敏提出聚乙烯醇包埋活性炭與微生物的固定化技術，並用於有機磷農葯水胺硫磷的降解，結果表明固定微生物對廢水溫度、ｐＨ值和水胺硫磷濃度的適應范圍擴大。混合載體法有效地緩解了實際固定化細胞成球難、易破碎、活性易喪失等難題。

３．４常見固定細胞載體性能比較

一些常見的固定細胞載體性能比較如表１。

表１各種固定化細胞載體的性能比較

性能
載體

瓊脂
海藻酸鈣
角叉萊膠
ＡＣＡＭ
ＰＶＡ－硼酸

壓縮強度（ｋｇ／ｃｍ２）
０．５
０．８
０．８
１．４
２．７５

耐曝氣強度
差
一般
一般
好
好

擴散系數（·１０－６ｃｍ２／ｓ）
/
６．８（３０

⑷ 污水處理膜處理和一體化固化微生物非活性污泥法哪個先進代表最新的技術

污水處理工藝：
一、生物處理
生物處理中採用的處理工藝有：氧化塘法、Carrousel、交替式、Orbal、Phostrip法、Phoredox法、SBR法、AB法、生物流化床法、ICEAS法、DAT－IAT法、CASS（CAST，CASP）法、UNITANK法、MSBR法、A/O法、A2/O、A3/O、UCT法、ⅥP法、UASB法、一體化生化法、好氧污水處理、生物流化床污水處理、固定化細胞技術污水處理、生物鐵法、投加生長素法、集成生化加過濾法、增加流動載體法、深井曝氣法、生物濾池法、生物轉盤法、塔式生物濾池的生物膜法等等的城市污水一級、二級、深度處理法。
污水中磷的處理方法
水體富營養化現象導致了水質惡化，嚴重影響了人們的生產和生活，氮磷同為水體生物的重要營養物質，但是藻類等水生生物對磷更敏感，解決水體富營養化問題，首先要從污水中除去磷。隨著科學的進步及人們環保意識的不斷提高，可持續發展除磷技術已成為廢水處理研究領域的發展趨勢。
1 、化學除磷技術 化學除磷的基本原理是通過投加化學葯劑形成不溶性磷酸鹽沉澱物，最終通過固液分離的方法使磷從污水中被去除。其主要研究方向集中在化學葯劑的優化選擇上。化學沉澱法是一種實用有效的技術，其優點是：操作簡單、除磷效果好、處理效率可達80%～90%，且效果穩定，不會重新放磷而導致二次污染，當進水濃度較大波動時，仍有較好的除磷效果。缺點是：該法所用葯量大，處理費用較高，且產生大量的化學污泥。一般分為兩種：化學沉澱法和化學絮凝法：
化學沉澱法：
化學沉澱法除磷主要指應用鈣鹽，鐵鹽和鋁鹽等產生的金屬離子與磷酸根生成難溶磷酸鹽沉澱物的方法來去除廢水中的磷。最常用的是石灰、硫酸鋁、鋁酸鈉、三氯化鐵、硫酸鐵、硫酸亞鐵和氯化亞鐵。
化學絮凝法
化學混凝法除磷是將可溶性磷轉化為懸浮性磷，並將其滯留。水中的磷大部分是溶解狀的無機化合磷，主要是洗滌劑的正磷酸鹽和稠環磷酸鹽，其餘小部分是以溶解和非溶解狀態存在的有機化合磷。稠環磷酸鹽和有機化合磷一般在生物處理中可轉化為正磷酸鹽。由於在各種陰離子中，磷酸根對鐵離子水解行為影響最為突出，它可以取代與鐵離子結合的部分羥基，形成鹼式磷酸鐵復合絡合物，改變鐵離子的水解路徑。
2、 生物除磷技術
生物除磷工藝是一種經濟的除磷方法，可以有效的去除磷，而不影響總氮的去除，運行費用低，且可避免化學除磷法產生大量的化學污泥。其中反硝化除磷工藝是當前研究的熱點。反硝化細菌的生物攝/ 放磷作用被代爾夫特工業大學和東京大學研究人員合作研究確認，命名為「反硝化除磷」。反硝化除磷菌(DPB)可以利用O2或者NO3 作為電子受體，在厭氧條件下，COD 可被降解為醋酸(HAC)等低分子脂肪酸，以供DPB 吸收繁殖，同時水解細胞內的Poly- P，並以無機磷酸鹽的形式釋放出來。在缺氧條件下，DPB 利用硝酸氮為電子受體發生生物攝磷作用，同時硝酸氮被還原為氮氣。被DPB 合並後的反硝化除磷過程能夠節省相當的COD 與曝氣量，同時也意味著較少的細胞合成量。國外對反硝化除磷研究的比較早，與常規生物脫氮除磷工藝相比，反硝化除磷所需的COD量減少30%(以生活污水計算)。反硝化除磷技術已從基礎性研究逐步應用到了實際工程中。滿足DPB 所需環境和基質具代表性的工藝為單級工藝(BCFS)和雙級工藝(A2N)。
3 化學輔助生物除磷
由於生物除磷的穩定性和靈活性較差，易受碳源、pH 值等因素的影響，出水的磷含量往往達不到國家排放標准要求，生物除磷的工藝穩定性可通過附加化學沉澱來改善。化學結合生物除磷技術的研究比較熱點。其中側流除磷(Phsostrip)工藝的研究深受關注，該工藝可保證磷出水值在1mg/L 以下，雖然尚不能達到國家一級A標准，但從除磷工藝的穩定性、磷去除效率、污泥最終處置的便利和間接節省的運行費方面來看，有其它除磷工藝都不可比擬的優勢
4 污水中磷的回收
鳥糞石(MgNH4PO4·6H20)沉澱法用於除磷，此法可以同時去除和回收磷、氮兩種營養元素，尤其是在一些同時含有磷、氮的廢水中，應用鳥糞石沉澱法實現這類廢水中的磷回收只需要在廢水中投加鎂源和適當調節pH，因此較為方便。鳥糞石是一種品質極好的磷肥，100m3 污水中可以結晶出1 kg 的鳥糞石，如果各國都進行污水鳥糞石回收，則每年可得6.3 萬t 磷（以P2O5 計），從而節約開采1.6%的磷礦。有研究表明，污泥回收磷可減少污泥干固體質量，回收磷後污泥焚燒後產生的灰分量也會顯著下降，且鳥糞石除磷工藝產生的污泥體積很小，僅是化學除磷產生的污泥體積的49%。
二、循環間歇曝氣
中國經濟發展水平各地相差較大，經濟發展滯後的城市還不能拿出很多資金用於污水治理，因此，怎樣利用有限的資金，降低環境污染，是很多城市政府面臨的問題。在污水處理方面，直到不久前，一些城市還採用一級或一級強化處理工藝技術，出水達不到國家二級排放標准對除去有機污染物的要求。循環間歇曝氣工藝充分發揮高負荷氧化溝處理效率高的優點，又充分利用序批式活性污泥污水處理工藝出水好的特點，保證了系統出水達到國家污水排放一級標准在除去有機污染物方面的要求。在投資和運行費用上比通常以除去有機污染物為主的二級生物污水處理系統降低30%左右，是適合中國現階段污水處理要求的工藝技術。
三、旋轉接觸氧化
旋轉接觸氧化污水處理工藝技術是在生物轉盤技術基礎上，結合生物接觸氧化技術優點發展起來的新一代好氧生物膜處理技術。旋轉接觸氧化污水處理工藝技術和成套設備提供了一種簡單和可靠的污水處理方法。整個污水處理系統中的轉軸是唯一的轉動部分，一旦機器出了故障，一般機械人員都可以進行維修。系統生物量會根據有機負荷的變化而自動補償。附在轉盤上的微生物是有生命的，當污水中的有機物增加時，微生物隨之增加，相反，當污水中的有機物減少時，微生物隨之減少。所以這污水處理系統的工作效果不容易受到流量和負荷的突然變化和停電的影響。運行費用低，只有其他曝氣污水處理系統耗電的八分之一到三分之一。佔地面積僅相當常規活性污泥法一半。由於生物系統中生長的微生物種類多，能夠高效處理各種難降解工業污水。
四、連續循環曝氣
連續循環曝氣系統工藝（Continuous Cycle Aeration System）是一種連續進水式SBR曝氣系統。污水處理工藝CCAS是在SBR（Sequencing Batch Reactor，序批式處理法）的基礎上改進而成。CCAS污水處理工藝對污水預處理要求不高，只設間隙15mm的機械格柵和沉砂池。生物處理核心是CCAS反應池，除磷、脫氮、降解有機物及懸浮物等功能均在該池內完成，出水可達標排放。
污水處理工藝CCAS上獨特的優勢：
⑴曝氣時，CCAS污水處理的污水和污泥處於完全理想混合狀態，保證了BOD、COD的去除率，去除率高達95%。
⑵「好氧-缺氧」及「好氧-厭氧」的反復運行模式強化了磷的吸收和硝化-反硝化作用，使氮、磷去除率達80%以上，保證了出水指標合格。
⑶沉澱時，整個CCAS反應池處於完全理想沉澱狀態，使出水懸浮物極低，低的值也保證了磷的去除效果。
CCAS污水處理工藝的缺點是各池子同時間歇運行，人工控制幾乎不可能，全賴電腦控制，對處理廠的管理人員素質要求很高，對設計、培訓、安裝、調試等工作要求較嚴格。
五、曝氣生物濾池
污水處理工藝流程簡介：曝氣生物濾池，就是在生物濾池處理裝置中設置填料，通過人為供氧，使填料上生長大量的微生物。這種污水處理工藝流程裝置由濾床、布氣裝置、布水裝置、排水裝置等組成。曝氣裝置採用配套專用曝氣頭，產生的中小氣泡經填料反復切割，達到接近微控曝氣的效果。由於反應池內污泥濃度高，處理設施緊湊，可大大節省佔地面積，減少反應時間。
六、SPR除磷工藝
污水處理工藝流程簡介：水體富營養化主要原因是人類向水體排放了大量的氨氮和磷，磷是水體富營養化的最主要因素。縱觀國內污水處理流程工藝，除磷技術一直是困擾污水處理廠運行的難題。傳統的物化除磷技術需要大量的葯劑，具有運行成本高、污泥產量大的缺點；前置厭氧的生物除磷工藝具有運行費用低的優點，但是由於完全依賴於微生物的攝磷、釋磷作用，難以達到國家污水處理工藝流程的要求。當考慮中水回用時，則更難達到要求。

七、A/O生物濾池
污水處理工藝流程簡介：由於中國小城鎮居住點分散，污水源分布點多量少，城鎮級污水廠的規模多低於10000噸/日。國內大中型城市污水處理廠經常採用的污水處理工藝有傳統活性污泥法、A2/O、SBR、氧化溝等，如果以這些技術建設小城鎮污水處理廠會造成由於居高不下的運行費用，無法持續運行。必須針對小城鎮的特點採用投資省，運行費用低，技術穩定可靠，操作與管理相對簡單的工藝。
八、MBFB膜生物
MBFB工藝用於污水深度處理，能在原有污水達標排放的基礎上，經過生物流化床和陶瓷膜分離系統，進一步降低COD、NH-N、濁度等指標，一方面可直接回用，另一方面也可作為RO脫鹽處理的預處理工藝，替代原有砂濾、保安過濾、超濾等冗長過濾流程，同時有機物含量的降低大大提高RO膜使用壽命，降低回用水處理成本，無機陶瓷膜分離系統，是世界第一套污水處理專用的無機膜分離系統，和其它的有機膜、無機膜相比，具有膜通量大、可反沖、全自動操作等優勢。

⑸ 微生物細胞的固定方法有哪些常用的是哪種

微生物細胞的固定方法有主要有物理吸附法和包埋法兩種.
1．物理吸附法
帶電的微生物細胞和載體之間的靜電相互作用,使細胞體吸附固定在硅藻土、木材、玻璃、陶瓷和塑料等載體上.如酵母細胞是帶負電的,在固定時要選擇帶正電的載體.在PH4時,熱帶假絲酵母、釀酒酵母等在陶瓷表面上的吸附程度較大,載體表面的40~70%被細胞牢固吸附,不會被高流培養液沖掉.載體的性質也影響細胞與載體之間的相互作用,主要是載體的成分、表面電荷、表面積和PH的影響.所有的玻璃和陶瓷都是由不同比例的氧化硅、氧化鎂等組成,如將玻璃等放在溶液中,在它的表面會發生離子交換,形成不再是鋁、硅等的氧化物,而為相應的氫氧化物.載體表面的羥基可被微生物細胞表面的氨基或羧基所取代,在細胞與載體之間形成鍵.物理吸附法固定化活細胞的酶活性不受影響,但吸附過程相當復雜,吸附過程與微生物的性質、載體的特性及細胞與載體之間發生的相互作用有關,只有這些參數配合恰當時才能形成穩定的微生物細胞-載體復合物.
物理吸附法固定微生物細胞現已廣泛用於廢水處理工程——生物膜法,中國科學院微生物研究所應用自養菌和異養菌的混合菌,吸附於玻璃鋼蜂窩填料繁殖成生物膜,用以處理含硫氰酸鈉的腈綸廢水.北京工業大學應用馴化的混合菌吸附於活性炭的大孔及其表面,用以處理印染廢水等.
2．包埋法
將微生物細胞用物理的方法包埋在瓊脂、海藻酸鈉、明膠、聚丙烯醯胺和聚乙烯醇（PVA）等凝膠載體內,使微生物細胞固定化.一般的包埋成形法比較復雜、機械性能差、易磨損、不適於大批量生產.因而近年來一些學者又研究了一種制備珠型固定化細胞技術.
1）瓊脂凝膠包埋法,稱取4g瓊脂或瓊脂糖溶於50ml 0.2M pH7.0磷酸緩沖液中,加熱溶解後,冷卻到55℃左右,將細胞濃度為60%左右細菌懸浮液於40℃下保溫,然後與瓊脂溶液混合均勻.用注射器針頭將熱的混合液滴入冷的甲苯溶液,四氯乙烯溶液或液體石臘內,冷卻形成2~3mm直徑的小球.或將熱瓊脂-細菌混合液流加到攪拌下的500ml30℃的醋酸丁酯中,加完後繼續攪拌3分鍾,到混合物分散成小滴,迅速加入300ml冷的醋酸丁酯,再攪拌2~5分鍾,傾去醋酸丁酯,抽濾干,用緩沖液洗至無醋丁酯味,即製成珠型固定化細胞,小珠約在1~3mm.使用前將球形固定化細胞放入消毒好營養液中30℃活化24小時後再用.

⑹ 固化微生物反映器是干什麼的

應該是固定化微生物反應器。
固定化微生物技術是將特選的微生物固定在選定的內載體上，使容其高度密集並保持生物活性，在適宜條件下能夠快速、大量增殖的生物技術。這種技術應用於微生物發酵、廢水處理等，有利於提高生物反應器內微生物的濃度，有利於微生物抵抗不利環境的影響，有利於反應後的固液分離，縮短處理所需的時間。
根據所選定的微生物不同、用途不同、所需要的代謝產物不同，用於固定微生物的載體也不同，固定方式不同（主要有吸附法、交聯法、包埋法等）反應器的形式（主要有流化床、固定填充床、攪拌槽式等）、結構、操作方法、控制要點等也各不相同。但它們的作用是一樣的，就是利用固定在載體上的微生物，通過微生物對物料（可能是發酵液、廢水，或其他液體原材料）中某些成分的產生的生物化學反應和代謝作用，達到預期的目的。

⑺ 為什麼要對生物活性材料進行固定化 有何意義

簡單來說，就是保留生物材料，比如組織或細胞當時的生活狀態。就如同用照相回機記錄當時的生活狀態一樣。答
藉助於組織切片技術可對固定的生物材料進行代謝等進一步的研究，已獲得更高的實用價值（比如醫學研究等）。

望能幫到你！

⑻ 固定化微生物技術在污水處理中到底有多大用處

固定化微生物技術在污水處理中到底有多大用處
固定化微生物技術是用化學或物理的手段,將游離細胞或酶定位於限定的區域,使其保持活性並可反復利用的方法.最初主要用於發酵生產,70年代後期,被用到水處理領域,近年來則成為各國學者研究的熱點.固定化微生物技術克服了生物細胞太小,與水溶液分離較難,易造成2次污染的缺點,保持了效率高、穩定性強、能純化和保持高效菌種的優點,在廢水處理領域有廣闊的應用前景.在實際應用過程中,如何固定、何種載體,才能使固定化微生物能較長時間的保持一定強度和活度,才能降低固化的成本,延長固定微生物的使用壽命,是該技術在污水處理中得到廣泛應用的關鍵.文本著重介紹近年來廢水處理中常用的固定化材料,及比較成熟的固定方法和影響因素.

⑼ 微生物細胞的固定方法有哪些常用的是哪種

微生物細胞的固定方法有主要有物理吸附法和包埋法兩種。
1．物理吸附法
帶電的微生物細胞和載體之間的靜電相互作用，使細胞體吸附固定在硅藻土、木材、玻璃、陶瓷和塑料等載體上。如酵母細胞是帶負電的，在固定時要選擇帶正電的載體。在PH4時，熱帶假絲酵母、釀酒酵母等在陶瓷表面上的吸附程度較大，載體表面的40~70%被細胞牢固吸附，不會被高流培養液沖掉。載體的性質也影響細胞與載體之間的相互作用，主要是載體的成分、表面電荷、表面積和PH的影響。所有的玻璃和陶瓷都是由不同比例的氧化硅、氧化鎂等組成，如將玻璃等放在溶液中，在它的表面會發生離子交換，形成不再是鋁、硅等的氧化物，而為相應的氫氧化物。載體表面的羥基可被微生物細胞表面的氨基或羧基所取代，在細胞與載體之間形成鍵。物理吸附法固定化活細胞的酶活性不受影響，但吸附過程相當復雜，吸附過程與微生物的性質、載體的特性及細胞與載體之間發生的相互作用有關，只有這些參數配合恰當時才能形成穩定的微生物細胞-載體復合物。
物理吸附法固定微生物細胞現已廣泛用於廢水處理工程——生物膜法，中國科學院微生物研究所應用自養菌和異養菌的混合菌，吸附於玻璃鋼蜂窩填料繁殖成生物膜，用以處理含硫氰酸鈉的腈綸廢水。北京工業大學應用馴化的混合菌吸附於活性炭的大孔及其表面，用以處理印染廢水等。
2．包埋法
將微生物細胞用物理的方法包埋在瓊脂、海藻酸鈉、明膠、聚丙烯醯胺和聚乙烯醇（PVA）等凝膠載體內，使微生物細胞固定化。一般的包埋成形法比較復雜、機械性能差、易磨損、不適於大批量生產。因而近年來一些學者又研究了一種制備珠型固定化細胞技術。
1）瓊脂凝膠包埋法，稱取4g瓊脂或瓊脂糖溶於50ml 0.2M pH7.0磷酸緩沖液中，加熱溶解後，冷卻到55℃左右，將細胞濃度為60%左右細菌懸浮液於40℃下保溫，然後與瓊脂溶液混合均勻。用注射器針頭將熱的混合液滴入冷的甲苯溶液，四氯乙烯溶液或液體石臘內，冷卻形成2~3mm直徑的小球。或將熱瓊脂-細菌混合液流加到攪拌下的500ml30℃的醋酸丁酯中，加完後繼續攪拌3分鍾，到混合物分散成小滴，迅速加入300ml冷的醋酸丁酯，再攪拌2~5分鍾，傾去醋酸丁酯，抽濾干，用緩沖液洗至無醋丁酯味，即製成珠型固定化細胞，小珠約在1~3mm。使用前將球形固定化細胞放入消毒好營養液中30℃活化24小時後再用。
2）海藻酸鈣凝膠包埋法 稱取2g海藻酸鈉，加30ml生理鹽水於高壓滅菌鍋中加熱溶解、冷卻到40℃，取20ml與20ml細胞濃度為50%的細菌懸浮混合均勻，然後用注射器針頭滴加到0.1M氯化鈣或4%的氯化鋇溶液中，邊滴邊搖，使其形成2mm直徑球型小珠，然後用生理鹽水洗滌。或將混合液流加到攪拌下的200~500ml醋酸丁酯中，當分散成小滴後，迅速加入5ml 0.1M的二氯化鈣溶液,繼續攪拌5~10分鍾,自然沉降,傾去醋酸丁脂,再加入50ml 0.1M的二氯化鈣溶液,浸泡1小時,進一步固化,然後用蒸餾水徹底洗滌,即得直徑為1~3mm珠型固定化細胞。干後可保存於低溫下，使用前需放入消毒好的營養液中30℃活化24小時後再用。由於磷酸鹽會破壞凝膠的結構，因而在使用海藻酸鈉固定細胞時盡量防止磷酸鹽的加入。
3）明膠包埋法 稱取6g明膠，加入50ml 0.1M pH7.0的磷酸緩沖液，加熱溶解後冷卻至40℃，取20ml與20ml細胞濃度為60%的細菌懸液在40℃混合均勻，冷卻凝固後切成1~2mm3方塊，然後再加2.5%戊二醛，使包埋塊懸浮在戊二醛溶液中，室溫下輕輕攪拌4小時進行交聯，濾去戊醛後，逐次用0.1M氯化鈉和去離子水洗滌後即成。或者將明膠-菌體混合液流加到200ml 20℃攪拌下的醋酸丁酯溶液中，當分散成小珠後，迅速加入5ml 5%的戊二醛溶液，繼續攪拌5~10分鍾，傾去醋酸丁酯，水洗即得到珠型固定化細胞，再放入50ml的pH5.0的戊二醛溶液中浸泡30分鍾，然後徹底洗滌，即獲得直徑1~3mm的球形小珠。使用前將其放入營養液中30℃活化24小時後再用。用戊二醛交聯的明膠包埋法，可獲得機械強度及工作穩定性較好的固定化細胞。
4）聚丙烯醯胺凝膠包埋法，引此法是較常用的一種包埋法。聚丙烯醯胺凝膠是由丙烯醯胺單體和交聯劑甲叉雙丙烯醯胺在催化劑作用下聚合形成三維網狀結構的凝膠。常用的催化劑和加速劑是過硫酸銨和四甲乙二胺或三乙醇胺。
稱取17.6g丙烯醯胺和1.2g N—N′—甲叉雙丙烯醯胺溶於0.05M pH7.0的Tris-HCl緩沖液中，取20ml與5g的濕菌泥混合均勻，加入50μl的40%過硫酸銨，混合均勻後流加到攪拌的豆油或液體石蠟中，攪拌分散成小滴，迅速加入250μl的四甲基乙二胺，小滴即很快聚合形成小珠，傾去流體，用水或緩沖液充分洗滌即可獲得珠型固定化細胞。或將菌泥混合液加入1%過硫酸銨0.25ml和10%三乙醇胺4 ml，將上述混合液攪拌均勻，不要出現氣泡，置於40℃恆溫浴中30分鍾左右，即形成聚內烯醯胺凝膠固定化細胞，在凝膠未乾時切成2~3mm3小塊，於50~60℃中乾燥後保存。使用前將包埋好的固定化細胞放入消毒後的營養液中活化24小時再用。最常用的是包埋法。

⑽ 固定化微生物原生質體發酵產酶有哪些特點

固定化微生物原生質體發酵產酶有哪些特點
1.固定化細胞的結構為具有水不溶性的載體上固定了細胞，並且這些細胞能在一定空間范圍內活動；而固定化原生質體的結構為失去細胞壁的細胞，之所以讓有細胞壁的細胞失去細胞壁，是因為細胞壁會阻礙胞內物質分泌、氧的傳遞和營養成分的吸收。
2.固定化細胞特性為：發酵穩定性好，細胞密度高，工程菌的質粒穩定性高；剪切力和其他外界因素對細胞的影響低，細胞不易聚集成團，細胞易於與培養液分離分開；細胞可附著在載體表面生長等。而固定化原生質體的特性為：它在冰箱保存很久後仍具有生產能力，它發酵時的穩定需要滲透壓穩定劑的維持。
3.它們在制備時都需要根據自身不同的特性而選用不同的方法來操作，除此之外，固定化原生質體需要用專一破壞細胞壁的酶破壞了細胞壁後才能進行。其中，固定化細胞在制備時需用到包埋法等，所謂包埋法，指的是將細胞包埋在多空載體的內部，可將它分為凝膠包埋法和半透膜包埋法；而固定化原生質體在制備時一般也要用包埋法進行。其中的①凝膠是一種特殊的分散系——溶膠或溶液中的膠體粒子或高分子在一定條件下相互連接而形成空間網狀結構，並且其結構縫隙中充滿了可作為分散介質的液體。②半透膜是一種具有選擇透過性的膜——小分子可以通過，而大分子不能通過。