生物细胞固定化技术处理制革废水

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1、生物细胞固定化技术处理制革废水生物细胞固定化技术是指利用化学或物理的手段将酶、微生物细胞、动植物细胞、细胞器等生物催化剂自然固定或定位于限定的空间区域内，保持其固冇的催化活性，并能被重复和连续使用。1916年,Nelson和Giffin发现蔗糖酶吸附在骨炭微粒上仍保持与游离酶同样的活性，现在所讲的固定化主要是以此为开端。随后，人们为了更有效地利用酶，积极地进行了各种固定化技术研究和开发。现在,固定化生物催化剂技术如雨后春笋般迅猛发展。它已经由原來的单一固定化酶、固定化微生物细胞发展到固定化动植物细胞

2、、固定化细胞器、固定化原生质休、固定化微生物分生砲了以及酶与微生物细胞、好氧微生物与厌氧微生物的联合固定化(co2immobilization)等。近年來，固定化生物技术一直是水处理领域的研究热点。固定化细胞技术已川于BOD与COD的去除、硝化2反硝化、脱磷、去酚、鼠的降解、LAS降解、重金属离子的去除与回收以及印染废水的脱色处理等。中国是一个制革人国，据统计,2006年屮国在5个主要产皮革国家(屮国、意人利、印度、韩国、巴西)中所占制革产量居于首位,份额为39%o然而，与此同时，制革工业对环境带來

3、了严重的污染。制革污水是一种成分复朵、浓度较高的有机废水，而且制革耗水量较大,废水污染严重影响了制革行业的可持续发展。因此如何利用清洁生产技术和有效的废水处理新技术,已成为制革工业面临的十分紧迫的课题。由于制革工业废水的BOD5/CODCr的比值一般在0135〜0160之间，污水的可生化性较好，运行成本低廉的生物处理是废水处理的首选技术。H前生物固定化技术在制革行业的污水处理中已经有一定程度的研究，并取得阶段性进展，有望将该技术更加广泛更加成熟的应用于制革废水处理。1、固定化技术的原理与分类方法固定

4、化(immobilization)技术是使生物催化剂更广泛、更有效应用的一种重要手段。任何—•种限制生物催化剂口山流动的技术都可以用于制备固定化牛物催化剂。尽管目询经常采用的生物固定化方法主要有吸附法、包埋法、交联法和截留法，然而，不同的研究者采用不同的分类方法,综合考虑牛物催化剂与载体间的作用力、固定化生物催化剂的状态、载体的來源及固定化生物催化剂的制备过程等因素，生物催化剂固定化方法则种类繁多。1.1载体结合法根据生物催化剂与载体间的作用方式,载体结合法又可分为四类:物理吸附法、共价结合法、离了

5、结合法、生物特界性吸附法。物理吸附法是利川吸附载体将生物催化剂吸附到其表面，从而制得固定化生物催化剂的方法，生物催化剂与吸附载体Z间的作用包括范德华力、氢键及静电作用;共价结合法是利用氨基酸上的些残基与经过化学修饰而活化的载体之间通过共价键结合的方法，其特点是结合力强、不易脱落、热稳定性增加，但存在操作复杂、反应条件不易控制、活性损失较人等问题;离-了结合法是利用生物催化剂与离子交换树脂间形成离子键而实现固定化的方法;牛物特界性吸附法是指利用细胞与特殊的天然高分子物质间的生物特异性作用来实现固定化,

6、在亲合色谱的基础上发展起来的一类固定化方法，该法主要用于酶的固定化。1.2交联法交联法乂称为无载体固定化法，该法不利用载体，生物催化剂之间依靠物理的或化学的作用相互结合。因此，交联法又分为化学交联法和物理交联法。化学交联法是指利用醛类、胺类、水合金属氧化物等具冇双功能或多功能垄团的交联剂与生物催化剂Z间形成共价键相互联结形成不溶性的大分了而加以固定化的方法。而物理交联法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（如离了强度、温度、pH值等），使微生物细胞间发生直接作川而颗粒化（pellet

7、ization）或絮凝（flocculation）來实现固定化的方法（形成的固定化微牛物常称为颗粒污泥）。这是一种利用微工物自身作用进行微牛:物固定化的方法,即所谓的自身固定化（或称细胞间自交联固定）。此法一般不需使用人工载体或包埋剂，所盂固定化时间长且受环境因素的影响大。1.3载体分隔法载体分隔法是指依靠载体对生物催化剂的物理阻扌当来实现生物催化剂的固定化。载体分隔法又可分为包埋法和微胶囊法。将纶物催化剂限制在聚合网络屮的方法称为包埋法;微胶囊固定化法是指通过乳化作用（emulsification

8、）将生物催化剂包埋在各种多聚物制成的半透性微胶囊内的方法。1.4系统截留法系统截留法是利川各种半透膜（如渗析膜、超滤膜，反渗透膜、中空纤维膜等）将生物催化剂以町溶形式限定在一定的空间范围内，或将过滤、离心、沉淀后的牛物催化剂返回到卞物反应器屮循环使用的方法。1.5联合固定化技术联合固定化（^immobilization）®初是指把外來酶结合丁•固定化完整细胞上。后來，人们乂发展到将两种酶、两种微牛•物细胞或化物催化剂（酶、细胞）与底物或其他物质联合同定在一起。联合固定