载体固化微生物

⑴ 生物膜是固定化微生物吗

在生命的最初阶段，正是有了脂性的膜，才能使生命—蛋白质与核酸得与周围介质隔离的屏障而保持聚集和相对稳定的状态，继之才有细胞的发展。因此，脂膜是任何活性细胞必不可少的。生物膜有以下作用：
1. 生物膜具有分室作用。细胞的膜系统不仅把细胞与外界环境隔开，而且把细胞内部的空间分割，使细胞内部区域化，即形成多种细胞器，从而使细胞的生命活动分室进行。各区域均具有特定的PH、电位、离子强度、酶系等。同时，膜系统又将各个细胞联系起来，共同完成各种连续的生理化学反应。比如光呼吸的生化过程就有叶绿体、过氧化物和线粒体3种细胞器分工协同完成。
2. 生物膜是代谢反应场所。生物膜是许多代谢反应有序进行的场所，如光合作用的光能吸收、电子质子传递、同化力的形成、呼吸作用的电子传递及氧化磷酸化过程分别在光合膜和线粒体内膜上进行。
3. 生物膜是能量转换场所。生物膜是细胞进行能量转换的场所，光合电子传递、呼吸电子传递以及与之相偶联的光合磷酸化和氧化磷酸化都发生在膜上。
4. 生物膜是物质交换场所。生物膜对物质的透过具有选择性，能控制莫内外的物质交换。如质膜可通过简单扩散、促进扩散、主动运输、胞饮作用等方式进行各种物质的吸收与转移。各种细胞器上的膜也通过类似方式控制其小区域与胞质进行物质交换。
5. 生物膜能识别与信息传导。膜糖的残基分布在膜的外表面，好似触角，能够识别外界的某种物质，并将外界的某种刺激转换为胞内信号，诱导细胞反应。例如，花粉粒与柱头表面之间，砧木与接穗细胞之间、根瘤菌与豆科植物根细胞之间的识别反应均与膜性质有关。膜上存在着各种各样的受体，能感应刺激，传导信息，调控代谢。

⑵ 固定化微生物技术

固定化微生物技术是将特选的微生物固定在选证的载体上，使其高度密集并保持生物活性，在适宜条件下能够快速、大量增殖的生物技术。这种技术应用于废水处理，有利于提高生物反应器内微生物（尤其是特殊功能的微生物）的浓度，有利于微生物抵抗不利环境的影响，有利于反应后的固液分离，缩短处理所需的时间。
利用固定化微生物技术提高废水处理效率的工艺方法也被称作“生物增效”，其适用的领域非常广泛，例如：化粪池、隔油槽、排水管、城市污水处理厂以及工业废水…等。一般而言，针对特殊污染源，来自天然环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负荷。因此，生物增效的作业过程还是依循自然的方式，向目标添加定制的、具有已知降解能力的微生物制剂（固定化微生物），处理效果则有明显的提升。
现在所研究的生物吸附剂的固定化方法主要有以下几种:
1吸附法
吸附法一般依靠生物体与载体之间的作用，包括范德华力、氢键、静电作用、共价键及离子键，两者间的屯电位，在微生物体和载体的相互作用中起重要作用。常用的吸附载体有活性炭、木屑、多孔玻璃、多孔陶瓷、磁铁矿、硅藻土、硅胶、纤维素、聚氨醋泡沫体、离子交换树脂等。它是一种简单易行、条件温和的固定化方法，但用它固定的生物体不够牢靠，容易脱落。
2交联法
交联法又称无载固定化法，是一种不用载体的工艺，通过化学、物理手段使生物体细胞间彼此附着交联。化学交联法它一般是利用醛类、胺类等具有双功能或多功能基团的交联剂与生物体之间形成共价键相互联结形成不溶性的大分子而加以固定，所使用的交联剂主要有戊二醛、聚乙烯酞胺、表氯醇等等。物理交联法在是指在微生物培养过程中，适当改变细胞悬浮液的培养条件(如离子强度、温度、pH值等)，使微生物细胞之间发生直接作用而颗粒化或絮凝来实现固定化，即利用微生物自身的自絮凝能力形成颗粒的一种固定化技术。
3包埋法
在微生物的固定化方法中，以包埋法最为常用。它的原理是将生物体细胞截留在水不溶性的凝胶聚合物孔隙的网络中，通过聚合作用或通过离子网络形成，或通过沉淀作用，或通过改变溶剂、温度、pH值使细胞截留。凝胶聚合物的网络可以阻止细胞的泄露，同时能让基质渗入和产物扩散出来。
包埋材料可以分为两大类:
(l)天然高分子多糖类，如海藻酸盐、琼脂、明胶等I’3l，其中以海藻酸钠和卡拉胶应用最多，它们具有固化方便，对微生物毒性小及固定化密度高等优点，但是它们抗微生物分解性能较差，机械强度低，但是可使用交联剂进行稳定化处理，但活力和传质性能又会下降。
(2)合成高分子化合物，如聚丙烯酞胺、聚乙烯醇(PvA)娜l等。这类交联剂的突出优点是抗微生物分解性能好，机械强度高，化学性能稳定。但是聚合物网络的形成条件比较剧烈，对微生物细胞的损害较大，而且成形的多样性和可控性不好。

⑶ 固定化微生物技术应用于饮用水处理有哪些优点

固定化微生物技术是用化学或物理的手段，将游离细胞或酶定位于限定的区域，使其保持活性并可反复利用的方法。最初主要用于发酵生产，７０年代后期，被用到水处理领域，近年来则成为各国学者研究的热点。固定化微生物技术克服了生物细胞太小，与水溶液分离较难，易造成２次污染的缺点，保持了效率高、稳定性强、能纯化和保持高效菌种的优点，在废水处理领域有广阔的应用前景。在实际应用过程中，如何固定、何种载体，才能使固定化微生物能较长时间的保持一定强度和活度，才能降低固化的成本，延长固定微生物的使用寿命，是该技术在污水处理中得到广泛应用的关键。文本着重介绍近年来废水处理中常用的固定化材料，及比较成熟的固定方法和影响因素。

参考---------------------------------------------------------------------------------------------

２常用固定化方法

废水处理中常用微生物固定化方法主要有：包埋法、交联法、载体结合法。

２．１包埋法

包埋法是利用线性网状结构的高分子聚合物载体的加裹作用，将游离细胞截留在形成的高分子材料内，其结构可防止细胞渗出到周围培养基中，但底物仍能渗入与细胞发生反应。包埋法操作简便，微生物本身不参与水不溶性胶网格或微胶囊的形成，活力较高，应用广泛。但包埋材料会一定程度阻碍底物和氧扩散，并对大分子底物不适用。Ｊｏｓｈｉ用海藻酸钙、聚丙烯酸酯、琼脂、蛋白质等，分别包埋产苯化工厂的活性污泥用于含酚废水处理。结果表明，海藻酸钙有最大的酚降解率，能市郊降解浓度在１０００ｍｇ／Ｌ以上的含酚废水，固定化污泥反复使用１２次而酚降解率不变。

２．２交联法

交联法是使用双功能或多功能的试剂与酶分子进行分子间的交联固定化方法。由于酶蛋白的功能团参与此反应，所以酶的活性中心构造可能受到影响，而使酶显著失活。此外，在剂如戊二醛等价格昂贵，限制了其应用，实际常与其它方法结合。陈陶声等报道，Ｓｍｉｌｅｙ使用苯酚甲醛树脂ＤｕｏｌｉｔｅＤＳ－７３１４１，来吸附枯草芽孢杆菌的α－淀粉酶交联，形成酶－树脂复合物，用于连续水解造纸废水中悬浮微纤维的胶态淀粉，效果很理想。

２．３吸附法

又称载体结合法，是通过物理吸附、化学或离子结合，将微生物固定于非水溶性载体。这种方法操作简单，对微生物活力影响小，但所结合的微生物量有限，反应稳定性和反复使用性差。美国宾州大学培养从活性污泥中分离出的优势菌丝孢酵母（Ｆｒｉｃｈｏｓｐｏｒｏｎｃｕｔａｎｅｕｍ）和假单胞菌（Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓｐ），提取高酶活的酚氧化酶，再以化学手段结合到玻璃珠上，用于处理冶金工业酚废水，使固定酶活性可达游离细胞的９０％。

３载体的选择

水处理中对载体的要求是：

1) 具有足够的机械、物理和化学稳定性；

2) 具有惰性，不能干扰生物分子的功能；

3) 具备一定的容量；

4) 价廉易得。

载体包括２大类：无机载体如多孔玻璃、硅藻土、活性炭、石英砂等；有机载体如琼脂、聚乙烯醇凝胶（ＰＶＡ）、角叉莱胶、海藻酸钠、聚丙烯酰胺（ＡＣＡＭ）凝胶等。无机载体常用于吸附法，高质量无机载体的指标之一是有较大的表面积。无机载体常与包埋载体结合，以提高包埋载体的强度，扩大孔径，提高包埋微生物的使用效率与寿命。吸附法中微生物与载体结合不牢固，易脱落，吸附数量不多；胶联法固定微生物活性较低，很少单独使用。

本文则主要讨论常用于包埋法的载体，而包埋载体品种很多，主要在天然高分子凝胶和有机合成高分子载体２类。

３．１天然高分子载体

天然高分子载体有琼脂、海藻酸钙、角叉莱胶等，它们无生物毒性，传质性好，但强度较低，在厌氧条件下易被生物分解。琼脂凝胶有良好的惰性，但机械性能与化学稳定性差，常在碱性条件下加２，３－二溴丙醇交联，以提高其稳定性。琼脂凝胶在实际操作时应避免剧烈搅拌破坏结构，同时也应尽量避免冷冻。海藻酸盐的分子式为（Ｃ８Ｈ８Ｏ８）ｎ，聚合度可从８０到７５０，无毒、不易被降解，一价盐为水溶性，二价以上的为水不溶性。可形成耐热的凝胶的重要依据，实际应用中常添加其它物质以增加强度。

３．２合成有机高分子载体

合成有机高分子聚合物有ＡＣＡＭ、ＰＶＡ、聚乙酰几丁酯、光敏聚乙烯醇等。一般强度较好，但传质性能较差，包埋后对细胞活性有影响。实际应用需注意其表面亲水性、粘度均一性和内部孔的结构。ＰＶＡ因无毒、价廉、搞微生物分解和机械强度高等特点受到重视，被认为是目前最有效的固定化载体之一。但存在包埋颗粒易破碎、传质阻力大、产气上浮及活性丧失大等缺陷。实际常以ＰＶＡ为主要包埋骨架，添加其它能提高包埋效果的添加剂。闵航等以ＰＶＡ为主要包埋材料的混合载体，来固定厌氧活性污泥，以处理有机废水。混合载体由聚乙烯醇、０．１５％海藻酸钠、２％铁粉、０．３％碳酸钙、４％二氧化硅组成。中野报道，ＰＶＡ胶制备过程中，加入少量粉末活性炭可提高凝胶强度，且制成的固定细胞在进水不稳定、难降解组分突然进入处理系统的情况下，与单一ＰＶＡ凝胶相比显示出优势。

３．３载体的混合使用

实际中常将几种载体混合使用，利用各自的优点以提高使用效率。Ｐａｉ用含１％活性炭、４％海藻酸钙凝胶、１％湿菌体的泫藻酸钙凝胶，包埋微生物以降解苯酚废水，效果比较理想。Ｌｉｎ利用海藻酸钙与吸附剂（粉末活性炭）联合包埋固定Ｐｈａｎｅｒｏｃｈａｔｅｃｈｒｙｓｏｓｐｏｒｉｕｎ菌，用于降解五氯酚，与非固定化和单独固定化体系比较的结果表明，联合固定化体系更有效。孙艳利用添加硅藻土和用已二胺一戊二醛，对降酚菌种（以海藻酸钠包埋固定）的表面进行化学处理，使固定细胞的机械强度、降酚活性和稳定性得到了提高。陈敏提出聚乙烯醇包埋活性炭与微生物的固定化技术，并用于有机磷农药水胺硫磷的降解，结果表明固定微生物对废水温度、ｐＨ值和水胺硫磷浓度的适应范围扩大。混合载体法有效地缓解了实际固定化细胞成球难、易破碎、活性易丧失等难题。

３．４常见固定细胞载体性能比较

一些常见的固定细胞载体性能比较如表１。

表１各种固定化细胞载体的性能比较

性能
载体

琼脂
海藻酸钙
角叉莱胶
ＡＣＡＭ
ＰＶＡ－硼酸

压缩强度（ｋｇ／ｃｍ２）
０．５
０．８
０．８
１．４
２．７５

耐曝气强度
差
一般
一般
好
好

扩散系数（·１０－６ｃｍ２／ｓ）
/
６．８（３０

⑷ 污水处理膜处理和一体化固化微生物非活性污泥法哪个先进代表最新的技术

污水处理工艺：
一、生物处理
生物处理中采用的处理工艺有：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、一体化生化法、好氧污水处理、生物流化床污水处理、固定化细胞技术污水处理、生物铁法、投加生长素法、集成生化加过滤法、增加流动载体法、深井曝气法、生物滤池法、生物转盘法、塔式生物滤池的生物膜法等等的城市污水一级、二级、深度处理法。
污水中磷的处理方法
水体富营养化现象导致了水质恶化，严重影响了人们的生产和生活，氮磷同为水体生物的重要营养物质，但是藻类等水生生物对磷更敏感，解决水体富营养化问题，首先要从污水中除去磷。随着科学的进步及人们环保意识的不断提高，可持续发展除磷技术已成为废水处理研究领域的发展趋势。
1 、化学除磷技术 化学除磷的基本原理是通过投加化学药剂形成不溶性磷酸盐沉淀物，最终通过固液分离的方法使磷从污水中被去除。其主要研究方向集中在化学药剂的优化选择上。化学沉淀法是一种实用有效的技术，其优点是：操作简单、除磷效果好、处理效率可达80%～90%，且效果稳定，不会重新放磷而导致二次污染，当进水浓度较大波动时，仍有较好的除磷效果。缺点是：该法所用药量大，处理费用较高，且产生大量的化学污泥。一般分为两种：化学沉淀法和化学絮凝法：
化学沉淀法：
化学沉淀法除磷主要指应用钙盐，铁盐和铝盐等产生的金属离子与磷酸根生成难溶磷酸盐沉淀物的方法来去除废水中的磷。最常用的是石灰、硫酸铝、铝酸钠、三氯化铁、硫酸铁、硫酸亚铁和氯化亚铁。
化学絮凝法
化学混凝法除磷是将可溶性磷转化为悬浮性磷，并将其滞留。水中的磷大部分是溶解状的无机化合磷，主要是洗涤剂的正磷酸盐和稠环磷酸盐，其余小部分是以溶解和非溶解状态存在的有机化合磷。稠环磷酸盐和有机化合磷一般在生物处理中可转化为正磷酸盐。由于在各种阴离子中，磷酸根对铁离子水解行为影响最为突出，它可以取代与铁离子结合的部分羟基，形成碱式磷酸铁复合络合物，改变铁离子的水解路径。
2、 生物除磷技术
生物除磷工艺是一种经济的除磷方法，可以有效的去除磷，而不影响总氮的去除，运行费用低，且可避免化学除磷法产生大量的化学污泥。其中反硝化除磷工艺是当前研究的热点。反硝化细菌的生物摄/ 放磷作用被代尔夫特工业大学和东京大学研究人员合作研究确认，命名为“反硝化除磷”。反硝化除磷菌(DPB)可以利用O2或者NO3 作为电子受体，在厌氧条件下，COD 可被降解为醋酸(HAC)等低分子脂肪酸，以供DPB 吸收繁殖，同时水解细胞内的Poly- P，并以无机磷酸盐的形式释放出来。在缺氧条件下，DPB 利用硝酸氮为电子受体发生生物摄磷作用，同时硝酸氮被还原为氮气。被DPB 合并后的反硝化除磷过程能够节省相当的COD 与曝气量，同时也意味着较少的细胞合成量。国外对反硝化除磷研究的比较早，与常规生物脱氮除磷工艺相比，反硝化除磷所需的COD量减少30%(以生活污水计算)。反硝化除磷技术已从基础性研究逐步应用到了实际工程中。满足DPB 所需环境和基质具代表性的工艺为单级工艺(BCFS)和双级工艺(A2N)。
3 化学辅助生物除磷
由于生物除磷的稳定性和灵活性较差，易受碳源、pH 值等因素的影响，出水的磷含量往往达不到国家排放标准要求，生物除磷的工艺稳定性可通过附加化学沉淀来改善。化学结合生物除磷技术的研究比较热点。其中侧流除磷(Phsostrip)工艺的研究深受关注，该工艺可保证磷出水值在1mg/L 以下，虽然尚不能达到国家一级A标准，但从除磷工艺的稳定性、磷去除效率、污泥最终处置的便利和间接节省的运行费方面来看，有其它除磷工艺都不可比拟的优势
4 污水中磷的回收
鸟粪石(MgNH4PO4·6H20)沉淀法用于除磷，此法可以同时去除和回收磷、氮两种营养元素，尤其是在一些同时含有磷、氮的废水中，应用鸟粪石沉淀法实现这类废水中的磷回收只需要在废水中投加镁源和适当调节pH，因此较为方便。鸟粪石是一种品质极好的磷肥，100m3 污水中可以结晶出1 kg 的鸟粪石，如果各国都进行污水鸟粪石回收，则每年可得6.3 万t 磷（以P2O5 计），从而节约开采1.6%的磷矿。有研究表明，污泥回收磷可减少污泥干固体质量，回收磷后污泥焚烧后产生的灰分量也会显著下降，且鸟粪石除磷工艺产生的污泥体积很小，仅是化学除磷产生的污泥体积的49%。
二、循环间歇曝气
中国经济发展水平各地相差较大，经济发展滞后的城市还不能拿出很多资金用于污水治理，因此，怎样利用有限的资金，降低环境污染，是很多城市政府面临的问题。在污水处理方面，直到不久前，一些城市还采用一级或一级强化处理工艺技术，出水达不到国家二级排放标准对除去有机污染物的要求。循环间歇曝气工艺充分发挥高负荷氧化沟处理效率高的优点，又充分利用序批式活性污泥污水处理工艺出水好的特点，保证了系统出水达到国家污水排放一级标准在除去有机污染物方面的要求。在投资和运行费用上比通常以除去有机污染物为主的二级生物污水处理系统降低30%左右，是适合中国现阶段污水处理要求的工艺技术。
三、旋转接触氧化
旋转接触氧化污水处理工艺技术是在生物转盘技术基础上，结合生物接触氧化技术优点发展起来的新一代好氧生物膜处理技术。旋转接触氧化污水处理工艺技术和成套设备提供了一种简单和可靠的污水处理方法。整个污水处理系统中的转轴是唯一的转动部分，一旦机器出了故障，一般机械人员都可以进行维修。系统生物量会根据有机负荷的变化而自动补偿。附在转盘上的微生物是有生命的，当污水中的有机物增加时，微生物随之增加，相反，当污水中的有机物减少时，微生物随之减少。所以这污水处理系统的工作效果不容易受到流量和负荷的突然变化和停电的影响。运行费用低，只有其他曝气污水处理系统耗电的八分之一到三分之一。占地面积仅相当常规活性污泥法一半。由于生物系统中生长的微生物种类多，能够高效处理各种难降解工业污水。
四、连续循环曝气
连续循环曝气系统工艺（Continuous Cycle Aeration System）是一种连续进水式SBR曝气系统。污水处理工艺CCAS是在SBR（Sequencing Batch Reactor，序批式处理法）的基础上改进而成。CCAS污水处理工艺对污水预处理要求不高，只设间隙15mm的机械格栅和沉砂池。生物处理核心是CCAS反应池，除磷、脱氮、降解有机物及悬浮物等功能均在该池内完成，出水可达标排放。
污水处理工艺CCAS上独特的优势：
⑴曝气时，CCAS污水处理的污水和污泥处于完全理想混合状态，保证了BOD、COD的去除率，去除率高达95%。
⑵“好氧-缺氧”及“好氧-厌氧”的反复运行模式强化了磷的吸收和硝化-反硝化作用，使氮、磷去除率达80%以上，保证了出水指标合格。
⑶沉淀时，整个CCAS反应池处于完全理想沉淀状态，使出水悬浮物极低，低的值也保证了磷的去除效果。
CCAS污水处理工艺的缺点是各池子同时间歇运行，人工控制几乎不可能，全赖电脑控制，对处理厂的管理人员素质要求很高，对设计、培训、安装、调试等工作要求较严格。
五、曝气生物滤池
污水处理工艺流程简介：曝气生物滤池，就是在生物滤池处理装置中设置填料，通过人为供氧，使填料上生长大量的微生物。这种污水处理工艺流程装置由滤床、布气装置、布水装置、排水装置等组成。曝气装置采用配套专用曝气头，产生的中小气泡经填料反复切割，达到接近微控曝气的效果。由于反应池内污泥浓度高，处理设施紧凑，可大大节省占地面积，减少反应时间。
六、SPR除磷工艺
污水处理工艺流程简介：水体富营养化主要原因是人类向水体排放了大量的氨氮和磷，磷是水体富营养化的最主要因素。纵观国内污水处理流程工艺，除磷技术一直是困扰污水处理厂运行的难题。传统的物化除磷技术需要大量的药剂，具有运行成本高、污泥产量大的缺点；前置厌氧的生物除磷工艺具有运行费用低的优点，但是由于完全依赖于微生物的摄磷、释磷作用，难以达到国家污水处理工艺流程的要求。当考虑中水回用时，则更难达到要求。

七、A/O生物滤池
污水处理工艺流程简介：由于中国小城镇居住点分散，污水源分布点多量少，城镇级污水厂的规模多低于10000吨/日。国内大中型城市污水处理厂经常采用的污水处理工艺有传统活性污泥法、A2/O、SBR、氧化沟等，如果以这些技术建设小城镇污水处理厂会造成由于居高不下的运行费用，无法持续运行。必须针对小城镇的特点采用投资省，运行费用低，技术稳定可靠，操作与管理相对简单的工艺。
八、MBFB膜生物
MBFB工艺用于污水深度处理，能在原有污水达标排放的基础上，经过生物流化床和陶瓷膜分离系统，进一步降低COD、NH-N、浊度等指标，一方面可直接回用，另一方面也可作为RO脱盐处理的预处理工艺，替代原有砂滤、保安过滤、超滤等冗长过滤流程，同时有机物含量的降低大大提高RO膜使用寿命，降低回用水处理成本，无机陶瓷膜分离系统，是世界第一套污水处理专用的无机膜分离系统，和其它的有机膜、无机膜相比，具有膜通量大、可反冲、全自动操作等优势。

⑸ 微生物细胞的固定方法有哪些常用的是哪种

微生物细胞的固定方法有主要有物理吸附法和包埋法两种.
1．物理吸附法
带电的微生物细胞和载体之间的静电相互作用,使细胞体吸附固定在硅藻土、木材、玻璃、陶瓷和塑料等载体上.如酵母细胞是带负电的,在固定时要选择带正电的载体.在PH4时,热带假丝酵母、酿酒酵母等在陶瓷表面上的吸附程度较大,载体表面的40~70%被细胞牢固吸附,不会被高流培养液冲掉.载体的性质也影响细胞与载体之间的相互作用,主要是载体的成分、表面电荷、表面积和PH的影响.所有的玻璃和陶瓷都是由不同比例的氧化硅、氧化镁等组成,如将玻璃等放在溶液中,在它的表面会发生离子交换,形成不再是铝、硅等的氧化物,而为相应的氢氧化物.载体表面的羟基可被微生物细胞表面的氨基或羧基所取代,在细胞与载体之间形成键.物理吸附法固定化活细胞的酶活性不受影响,但吸附过程相当复杂,吸附过程与微生物的性质、载体的特性及细胞与载体之间发生的相互作用有关,只有这些参数配合恰当时才能形成稳定的微生物细胞-载体复合物.
物理吸附法固定微生物细胞现已广泛用于废水处理工程——生物膜法,中国科学院微生物研究所应用自养菌和异养菌的混合菌,吸附于玻璃钢蜂窝填料繁殖成生物膜,用以处理含硫氰酸钠的腈纶废水.北京工业大学应用驯化的混合菌吸附于活性炭的大孔及其表面,用以处理印染废水等.
2．包埋法
将微生物细胞用物理的方法包埋在琼脂、海藻酸钠、明胶、聚丙烯酰胺和聚乙烯醇（PVA）等凝胶载体内,使微生物细胞固定化.一般的包埋成形法比较复杂、机械性能差、易磨损、不适于大批量生产.因而近年来一些学者又研究了一种制备珠型固定化细胞技术.
1）琼脂凝胶包埋法,称取4g琼脂或琼脂糖溶于50ml 0.2M pH7.0磷酸缓冲液中,加热溶解后,冷却到55℃左右,将细胞浓度为60%左右细菌悬浮液于40℃下保温,然后与琼脂溶液混合均匀.用注射器针头将热的混合液滴入冷的甲苯溶液,四氯乙烯溶液或液体石腊内,冷却形成2~3mm直径的小球.或将热琼脂-细菌混合液流加到搅拌下的500ml30℃的醋酸丁酯中,加完后继续搅拌3分钟,到混合物分散成小滴,迅速加入300ml冷的醋酸丁酯,再搅拌2~5分钟,倾去醋酸丁酯,抽滤干,用缓冲液洗至无醋丁酯味,即制成珠型固定化细胞,小珠约在1~3mm.使用前将球形固定化细胞放入消毒好营养液中30℃活化24小时后再用.

⑹ 固化微生物反映器是干什么的

应该是固定化微生物反应器。
固定化微生物技术是将特选的微生物固定在选定的内载体上，使容其高度密集并保持生物活性，在适宜条件下能够快速、大量增殖的生物技术。这种技术应用于微生物发酵、废水处理等，有利于提高生物反应器内微生物的浓度，有利于微生物抵抗不利环境的影响，有利于反应后的固液分离，缩短处理所需的时间。
根据所选定的微生物不同、用途不同、所需要的代谢产物不同，用于固定微生物的载体也不同，固定方式不同（主要有吸附法、交联法、包埋法等）反应器的形式（主要有流化床、固定填充床、搅拌槽式等）、结构、操作方法、控制要点等也各不相同。但它们的作用是一样的，就是利用固定在载体上的微生物，通过微生物对物料（可能是发酵液、废水，或其他液体原材料）中某些成分的产生的生物化学反应和代谢作用，达到预期的目的。

⑺ 为什么要对生物活性材料进行固定化 有何意义

简单来说，就是保留生物材料，比如组织或细胞当时的生活状态。就如同用照相回机记录当时的生活状态一样。答
借助于组织切片技术可对固定的生物材料进行代谢等进一步的研究，已获得更高的实用价值（比如医学研究等）。

望能帮到你！

⑻ 固定化微生物技术在污水处理中到底有多大用处

固定化微生物技术在污水处理中到底有多大用处
固定化微生物技术是用化学或物理的手段,将游离细胞或酶定位于限定的区域,使其保持活性并可反复利用的方法.最初主要用于发酵生产,70年代后期,被用到水处理领域,近年来则成为各国学者研究的热点.固定化微生物技术克服了生物细胞太小,与水溶液分离较难,易造成2次污染的缺点,保持了效率高、稳定性强、能纯化和保持高效菌种的优点,在废水处理领域有广阔的应用前景.在实际应用过程中,如何固定、何种载体,才能使固定化微生物能较长时间的保持一定强度和活度,才能降低固化的成本,延长固定微生物的使用寿命,是该技术在污水处理中得到广泛应用的关键.文本着重介绍近年来废水处理中常用的固定化材料,及比较成熟的固定方法和影响因素.

⑼ 微生物细胞的固定方法有哪些常用的是哪种

微生物细胞的固定方法有主要有物理吸附法和包埋法两种。
1．物理吸附法
带电的微生物细胞和载体之间的静电相互作用，使细胞体吸附固定在硅藻土、木材、玻璃、陶瓷和塑料等载体上。如酵母细胞是带负电的，在固定时要选择带正电的载体。在PH4时，热带假丝酵母、酿酒酵母等在陶瓷表面上的吸附程度较大，载体表面的40~70%被细胞牢固吸附，不会被高流培养液冲掉。载体的性质也影响细胞与载体之间的相互作用，主要是载体的成分、表面电荷、表面积和PH的影响。所有的玻璃和陶瓷都是由不同比例的氧化硅、氧化镁等组成，如将玻璃等放在溶液中，在它的表面会发生离子交换，形成不再是铝、硅等的氧化物，而为相应的氢氧化物。载体表面的羟基可被微生物细胞表面的氨基或羧基所取代，在细胞与载体之间形成键。物理吸附法固定化活细胞的酶活性不受影响，但吸附过程相当复杂，吸附过程与微生物的性质、载体的特性及细胞与载体之间发生的相互作用有关，只有这些参数配合恰当时才能形成稳定的微生物细胞-载体复合物。
物理吸附法固定微生物细胞现已广泛用于废水处理工程——生物膜法，中国科学院微生物研究所应用自养菌和异养菌的混合菌，吸附于玻璃钢蜂窝填料繁殖成生物膜，用以处理含硫氰酸钠的腈纶废水。北京工业大学应用驯化的混合菌吸附于活性炭的大孔及其表面，用以处理印染废水等。
2．包埋法
将微生物细胞用物理的方法包埋在琼脂、海藻酸钠、明胶、聚丙烯酰胺和聚乙烯醇（PVA）等凝胶载体内，使微生物细胞固定化。一般的包埋成形法比较复杂、机械性能差、易磨损、不适于大批量生产。因而近年来一些学者又研究了一种制备珠型固定化细胞技术。
1）琼脂凝胶包埋法，称取4g琼脂或琼脂糖溶于50ml 0.2M pH7.0磷酸缓冲液中，加热溶解后，冷却到55℃左右，将细胞浓度为60%左右细菌悬浮液于40℃下保温，然后与琼脂溶液混合均匀。用注射器针头将热的混合液滴入冷的甲苯溶液，四氯乙烯溶液或液体石腊内，冷却形成2~3mm直径的小球。或将热琼脂-细菌混合液流加到搅拌下的500ml30℃的醋酸丁酯中，加完后继续搅拌3分钟，到混合物分散成小滴，迅速加入300ml冷的醋酸丁酯，再搅拌2~5分钟，倾去醋酸丁酯，抽滤干，用缓冲液洗至无醋丁酯味，即制成珠型固定化细胞，小珠约在1~3mm。使用前将球形固定化细胞放入消毒好营养液中30℃活化24小时后再用。
2）海藻酸钙凝胶包埋法 称取2g海藻酸钠，加30ml生理盐水于高压灭菌锅中加热溶解、冷却到40℃，取20ml与20ml细胞浓度为50%的细菌悬浮混合均匀，然后用注射器针头滴加到0.1M氯化钙或4%的氯化钡溶液中，边滴边摇，使其形成2mm直径球型小珠，然后用生理盐水洗涤。或将混合液流加到搅拌下的200~500ml醋酸丁酯中，当分散成小滴后，迅速加入5ml 0.1M的二氯化钙溶液,继续搅拌5~10分钟,自然沉降,倾去醋酸丁脂,再加入50ml 0.1M的二氯化钙溶液,浸泡1小时,进一步固化,然后用蒸馏水彻底洗涤,即得直径为1~3mm珠型固定化细胞。干后可保存于低温下，使用前需放入消毒好的营养液中30℃活化24小时后再用。由于磷酸盐会破坏凝胶的结构，因而在使用海藻酸钠固定细胞时尽量防止磷酸盐的加入。
3）明胶包埋法 称取6g明胶，加入50ml 0.1M pH7.0的磷酸缓冲液，加热溶解后冷却至40℃，取20ml与20ml细胞浓度为60%的细菌悬液在40℃混合均匀，冷却凝固后切成1~2mm3方块，然后再加2.5%戊二醛，使包埋块悬浮在戊二醛溶液中，室温下轻轻搅拌4小时进行交联，滤去戊醛后，逐次用0.1M氯化钠和去离子水洗涤后即成。或者将明胶-菌体混合液流加到200ml 20℃搅拌下的醋酸丁酯溶液中，当分散成小珠后，迅速加入5ml 5%的戊二醛溶液，继续搅拌5~10分钟，倾去醋酸丁酯，水洗即得到珠型固定化细胞，再放入50ml的pH5.0的戊二醛溶液中浸泡30分钟，然后彻底洗涤，即获得直径1~3mm的球形小珠。使用前将其放入营养液中30℃活化24小时后再用。用戊二醛交联的明胶包埋法，可获得机械强度及工作稳定性较好的固定化细胞。
4）聚丙烯酰胺凝胶包埋法，引此法是较常用的一种包埋法。聚丙烯酰胺凝胶是由丙烯酰胺单体和交联剂甲叉双丙烯酰胺在催化剂作用下聚合形成三维网状结构的凝胶。常用的催化剂和加速剂是过硫酸铵和四甲乙二胺或三乙醇胺。
称取17.6g丙烯酰胺和1.2g N—N′—甲叉双丙烯酰胺溶于0.05M pH7.0的Tris-HCl缓冲液中，取20ml与5g的湿菌泥混合均匀，加入50μl的40%过硫酸铵，混合均匀后流加到搅拌的豆油或液体石蜡中，搅拌分散成小滴，迅速加入250μl的四甲基乙二胺，小滴即很快聚合形成小珠，倾去流体，用水或缓冲液充分洗涤即可获得珠型固定化细胞。或将菌泥混合液加入1%过硫酸铵0.25ml和10%三乙醇胺4 ml，将上述混合液搅拌均匀，不要出现气泡，置于40℃恒温浴中30分钟左右，即形成聚内烯酰胺凝胶固定化细胞，在凝胶未干时切成2~3mm3小块，于50~60℃中干燥后保存。使用前将包埋好的固定化细胞放入消毒后的营养液中活化24小时再用。最常用的是包埋法。

⑽ 固定化微生物原生质体发酵产酶有哪些特点

固定化微生物原生质体发酵产酶有哪些特点
1.固定化细胞的结构为具有水不溶性的载体上固定了细胞，并且这些细胞能在一定空间范围内活动；而固定化原生质体的结构为失去细胞壁的细胞，之所以让有细胞壁的细胞失去细胞壁，是因为细胞壁会阻碍胞内物质分泌、氧的传递和营养成分的吸收。
2.固定化细胞特性为：发酵稳定性好，细胞密度高，工程菌的质粒稳定性高；剪切力和其他外界因素对细胞的影响低，细胞不易聚集成团，细胞易于与培养液分离分开；细胞可附着在载体表面生长等。而固定化原生质体的特性为：它在冰箱保存很久后仍具有生产能力，它发酵时的稳定需要渗透压稳定剂的维持。
3.它们在制备时都需要根据自身不同的特性而选用不同的方法来操作，除此之外，固定化原生质体需要用专一破坏细胞壁的酶破坏了细胞壁后才能进行。其中，固定化细胞在制备时需用到包埋法等，所谓包埋法，指的是将细胞包埋在多空载体的内部，可将它分为凝胶包埋法和半透膜包埋法；而固定化原生质体在制备时一般也要用包埋法进行。其中的①凝胶是一种特殊的分散系——溶胶或溶液中的胶体粒子或高分子在一定条件下相互连接而形成空间网状结构，并且其结构缝隙中充满了可作为分散介质的液体。②半透膜是一种具有选择透过性的膜——小分子可以通过，而大分子不能通过。