微生物固定化載體5.10

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1、微生物固定化載體固定化微生物技術(shù)是將特選的微生物固定在選證的載體上，限制或定位于一定的空間區(qū)域．使其高度密集并保持生物活性，在適宜條件下能夠快速、大量增殖的現(xiàn)代生物技術(shù)。固定化微生物具有生物濃度易控制、耐毒害能力強(qiáng)、菌種流失少、產(chǎn)物易分離、運(yùn)行設(shè)備小型化等特點(diǎn)。近年來(lái)固定化微生物技術(shù)的研究非?；钴S，發(fā)展很快，已遍及環(huán)境保護(hù)、食品工業(yè)、化學(xué)分析、能源開發(fā)、醫(yī)學(xué)和制藥等多種領(lǐng)域，并得到了廣泛的應(yīng)用。同時(shí)，對(duì)載體材料的性能也提出了更高的要求。載體材料的性能對(duì)固定化微生物功能的發(fā)揮起著至關(guān)重要的作用，有關(guān)固定化載體材料的研究也就顯得非常重要1.微生物固定化對(duì)載體材料的要求載體材料的主要作用是

2、為微生物提供棲息和繁殖的穩(wěn)定環(huán)境。根據(jù)所固定的微生物種類以及固定化方法與工藝的不同，需要制備不同的周定化載體材料。制備合適的載體材料是固定化細(xì)胞技術(shù)的關(guān)鍵，在選擇和制備載體材料時(shí)，必須考慮所固定微生物的生理習(xí)性及其應(yīng)用的環(huán)境條件。一般情況下。理想載體應(yīng)該具有以下特征：(1)載體對(duì)細(xì)胞呈惰性，對(duì)微生物無(wú)毒害；(2)具有高的載體活性，固定化細(xì)胞密度大；(3)力學(xué)強(qiáng)度和化學(xué)穩(wěn)定性好，耐微生物分解；(4)操作簡(jiǎn)便，易于成型；(5)底物和產(chǎn)物的擴(kuò)散阻力小，具有良好的傳質(zhì)性能；(6)微生物的活性回收率要高，能較長(zhǎng)時(shí)間使用和重復(fù)使用；(7)原料易得，成本低。2.固定化載體材料的種類2.1天然載體材

3、料天然無(wú)機(jī)類載體材料主要有沙粒、沸石、硅藻土等。天然有機(jī)載體材料的究和應(yīng)用較多，它們主要是天然多糖類材料，如纖維素及其衍生物、瓊脂、角叉萊膠、海藻酸鹽、卡拉膠。2.2合成高分子載體該類材料應(yīng)用較多的主要是聚乙烯醇、聚乙二醇、聚氨酯、羧甲基纖維素等。2.3人工無(wú)機(jī)載體材料多孔陶瓷、活性炭、微孔玻璃、泡沫金屬等人造無(wú)機(jī)載體，大多具有多孔結(jié)構(gòu)，在與微生物接觸時(shí)，利用吸附作用和電荷效應(yīng)把微生物固定。表1為具體固定化載體固定微生物的吸附物質(zhì)的效果表。表2位固定化載體的特性。表1常見的固定化載體材料吸附對(duì)象固定化對(duì)象吸附效果能否固定化文獻(xiàn)名沸石氨氮活性污泥氨氮的去除率達(dá)到60％左右能沸石聯(lián)合微生

4、物固定化去除微污染水體中氨氮的研究沸石氨氮SHJ一1菌去除率為99．72％能石固定化細(xì)胞處理農(nóng)村生活污水中氨氮效果研究沸石磷SHJ一1菌磷去除率為89．90％能沸石固定化細(xì)胞處理農(nóng)村生活污水中磷的效果研究沸石氰化物降氰菌20530l降解率達(dá)到99％以上能沸石固定化細(xì)胞降解氰化物的初步研究沸石氰化物產(chǎn)堿桿菌DN25降解率達(dá)到99%能沸石固定化細(xì)胞降解氰化物的實(shí)驗(yàn)研究聚乙烯醇和海藻酸鈉磷反硝化聚磷菌除磷效率已達(dá)94．5％能固定化反硝化聚磷茵制備方法的研究海藻酸鈉硝態(tài)氮生物質(zhì)炭吸附量為2591mg/kg能固定化改性生物質(zhì)炭模擬吸附水體硝態(tài)氮潛力研究海藻酸鈉pd地衣芽孢桿菌吸附率達(dá)81%能細(xì)

5、菌吸附Pd2+的研究PvA+海藻酸鈉pd地衣芽孢桿菌吸附率達(dá)78%能細(xì)菌吸附Pd2+的研究瓊脂pd地衣芽孢桿菌吸附率達(dá)75%能細(xì)菌吸附Pd2+的研究明膠pd地衣芽孢桿菌吸附率達(dá)74%能細(xì)菌吸附Pd2+的研究聚乙烯醇廢水毒性大腸桿菌能聚乙烯醇一海藻酸鈉一活性一海藻酸鈉炭固定化大腸桿菌在不同水體中的毒性檢測(cè)硅藻土鄰苯二甲酸二r酯微生物菌落降解率速845％能硅藻土吸附固定化微生物對(duì)鄰苯二甲酸二丁酯的降解特性研究活性炭鉑鈀改性活性炭吸附率達(dá)90%以上能改性活性炭吸附鉑和鈀的研究稻殼生物炭廢水中氨氮硝化菌去除率可達(dá)85％能生物炭固定化硝化菌去除水樣中氨氮的研究松木生物炭廢水中的苯酚菌懸液去除率

6、可達(dá)80％附著在表面生物炭固定化微生物去除水中苯酚的研究松針生物炭含油海水石油降解菌去除率可達(dá)70.1％附著在表面生物炭固定化菌劑對(duì)含油海水中石油的去除殼聚糖海藻酸鈉廢水氨氮硝化細(xì)菌去除率可達(dá)80.1％能殼聚糖海藻酸鈉固定化硝化細(xì)菌去除水體中氨氮的研究海藻酸鈉、明膠Pb面包酵母菌去除率可達(dá)86.2％能固定化微生物細(xì)胞吸附鉛的研究表2常見固定化載體的特性材料改性難易成本高低是否容易固定化材料特征生物炭易廉價(jià)是松疏多孔、表面積巨大吸附能力、抗氧化力和抗生物分解能力沸石易廉價(jià)是大量的空腔和孔道，具有較大的開放性和內(nèi)表面積，可交換堿、堿土金屬陽(yáng)離子和中性水分子殼聚糖易廉價(jià)是原料豐富、廉價(jià)、無(wú)

7、毒無(wú)味、可生物降解、無(wú)二次污染等優(yōu)點(diǎn)聚乙烯醇(PVA)易較高是色無(wú)毒、生物相容性好、抗微生物降解能力強(qiáng)、化學(xué)性能穩(wěn)定且力學(xué)性能優(yōu)良的合成高分子聚合物，海藻酸鈉易較高是具有很好的穩(wěn)定性和黏性，且價(jià)格低廉3.固定化微生物吸附鉑鈀國(guó)內(nèi)少有文獻(xiàn)報(bào)道利用海藻酸鈉、PVA、殼聚糖、生物炭等固定化載體固定化微生物吸附鉑鈀的研究，吸附重金屬離子與凈化廢水的研究較多。有研究表明，PVA中添加SA可以避免固定化顆粒制備過(guò)程中的粘連現(xiàn)象，改善PVA的成球性，以生物炭為載體制備固