固定化微生物技術介紹

一、技術簡介

  固定化微生物技術的本質是采用生物活性高分子載體固定、誘導和馴化出難降解有機物有特異性的特殊菌群，使微生物依據有機物的降解速度和次序分級排列，實現難降解有機物的高效去除；加之載體的高分子效應的影響，創造出適宜微生物生存的微環境，提高了微生物的耐毒性能，和游離微生物相比，固定化微生物的耐毒性能提高10倍以上。其應用工藝為固定化微生物-高效曝氣生物濾池（I-BAF/G-BAF）新工藝，這種工藝與傳統的曝氣生物濾池相比，I-BAF/G-BAF采用一類高效懸浮大孔載體，該載體比表面積大（80m²/g），孔隙率高（98%）。同時，通過分子設計，在載體引入大量的活性和強極性基團并通過固定化技術，將大量變異菌和酶制劑牢牢固定在載體上，單位體積生物量大，最高可達60g/L。載體平均濕密度為1.00g/cm³，在水中呈懸浮狀。由于采用固定化技術，微生物不易脫落，這樣既提高了生物濃度，又避免了堵塞，可省去二沉池，大大簡化工藝流程，使操作管理更加簡便和科學，易于控制。

  I-BAF/G-BAF具有在高進水負荷下出水穩定的優點，污染物去除量及去除率均隨進水濃度的提高而增加，即在一定濃度范圍內去除率隨CODcr容積負荷的增大而升高，表現出I-BAF/G-BAF適應處理高濃度污水的優異能力。I-BAF/G-BAF的容積負荷最高可達28kgBOD₅/m³.d，因此，采用I-BAF/G-BAF工藝，可使裝置容積大大減小，從而減少土地占用面積，降低工程造價，節約國土資源。在I-BAF/G-BAF工藝中，依據載體性能可維持生物的多樣性，使好氧、厭氧和兼性菌同時存在，這一特點在去除高濃度、大分子、難降解有機物和NH₃-N方面有其獨特優勢。

  I-BAF/G-BAF工藝還具有脫除重金屬離子等無機離子的能力，水中的Cl^- 、Ca²⁺、Mg²⁺等隨著微生物的增殖，濃度逐漸減小，起到軟化水質的作用。

   總之，I-BAF/G-BAF工藝綜合了物理吸附和生化反應過程，它具有容積負荷高、占地面積小、運行穩定、出水水質好、管理方便和運行成本低等許多優點，適宜于所有有機污水處理，尤其適于難降解有機、石化、焦化等高難度污水處理，也可用于城市生活污水的治理。

  與國內外目前普遍應用的污水處理技術相比，具有以下先進性和優越性：

（1）生化降解速度快，處理效果好，出水質量高。該技術采用先進的生物活性分子固定化技術，將高效微生物固定在特制的大孔網狀載體上，使微生物的負載量比傳統生物處理工藝提高了10～20倍。所以，生化降解速度快，處理效率高，出水水質好。

（2）微生物活性高、繁殖快、適應性廣、降解能力強。該技術所添加的B系列高效微生物復合微生物制劑，適應性強，可適用于各種不同水質的污水，生物活性高，對人工合成的化學物質降解速度快，降解能力強，用量少，繁殖快。與傳統生物處理方法相比，該微生物對污水中有機物的降解速度比傳統方法提高100倍。

（3）占地小、投資少、運行成本低。采用該技術后曝氣池的體積是普通曝氣池20～50%。曝氣池污泥量是傳統生物處理工藝的3～5%，可以取消或減少污泥消化系統。并因固定化微生物的過濾作用，可省去第二次沉淀池。因此，采用該技術進行污水處理，占地面積小，可大大節省基建費用。同時，由于微生物被固定在載體上，防止了微生物的流失，減少了微生物用量，提高了生物處理效率，建成后的運行成本也大大降低。與傳統污水生物處理工藝相比，可節省基建投資30%，降低運行成本30～50%。

（4）對難降解有機物和氨氮有獨特的效果。該技術對目前傳統生物方法認為不可降解的污染物有獨特的處理效果，且不需要反沖洗；運行過程中載體內部存在著良好的厭氧區微環境，使其內部形成無數個微型的反硝化反應器，故而造成在同一個反應器當中同時發生氨氧化、硝化和反硝化聯合作用，對氨氮的去除效率達99.0%以上；同時，通過控制各級I-BAF/G-BAF反應器的運行參數，造成宏觀好氧及厭氧環境的存在，有利于聚磷菌的釋磷和過度攝磷，保證了磷的去除。

（5）抗沖擊負荷能力強。載體材料表面所生長的生物量通常為18-40g/L，最高達到60g/L，是普通生物膜法的2.0-5.0倍，是傳統活性污泥法的10-20倍，并且微生物與載體結合牢固，不易脫落，不易流失，高負載的生物量保證了I-BAF/G-BAF反應器去除污染物的高效和穩定。

（6）污泥生成量少，不產生污泥膨脹的危害，能保證出水水質。由于采用固定化微生物載體，厭氧和好氧同時存在，微生物呈現分層和分群現象，生物鏈長，污泥產生量極少。

（7）該技術還能去除污水中的無機離子和重金屬離子，運行過程中不產生臭味，能驅除池蠅，美化環境。

（8）該技術運行管理方便。不需污泥回流，運行管理簡單；設備可?？赊D，即使設備停運一年，啟動也只需恢復曝氣一周即可，無須專人管理。

（9）本技術可建成一體化的設備或建成地埋式設備（或池子），加蓋后可恢復種草坪等綠化功能。

  本技術在工業廢水、生活污水以及江河湖泊微污染水體等工程應用中都獲得了十分理想的效果。對氨氮的去除率可以得到99%，COD的去除率可以得到95%以上，揮發酚、石油類、硫化物等有毒有害物質的去除率也可以得到98%以上。

 二、核心產品

1．大孔網狀生物載體

  大孔網狀載體的設計與制備及其生物活性分子的固定化工藝與技術是本技術的關鍵。本技術所用載體為自主開發產品，比表面積約為120m²/g, 載體濕密度在1.0g/cm³之間, 孔徑范圍：0.5-3.0mm,具有優良的機械性能和化學性能，抗生物降解,使用壽命在十年以上。該載體固定化微生物后，是接觸氧化、曝氣生物濾池的最佳首選材料, 生物負載量高達18-56g/L，能明顯提高生化處理效率。在普通曝氣池中加入大孔網狀載體，可增加處理量一倍以上。

2．高效曝氣系統：

主要技術特點為：

• 氧氣傳輸率高，動力消耗低，空氣利用率為35-60%；
• 材質性能好，耐老化，產品使用壽命在20年以上；
• 可防止污泥堵塞，減少污泥產生量；
• 可用于江河湖泊的治理，防止水質處于厭氧狀態而導致水體發臭，可脫除江河湖泊水中的氨氮及磷；
• 使用，安裝，維修方便。

3、高效微生物

  高效微生物是一種人工強化的自然微生物，可降解一系列對于天然細菌有毒性的難降解化合物，并復合了纖維素酶、半纖維素酶、蛋白質水解酶、淀粉酶及雜環物質降解催化酶等酶制劑，故比自然微生物有更強的針對性與適應性。細菌含量：10-50億CFU/g；

高效微生物技術和產品的出現是污水處理技術革命性的提升。突破了傳統技術一些瓶頸，大大提高了污水處理的效率及針對性。特性在于：

• 在使用過程中，投加量少，菌群增殖快，水中污染物降解速度快，與一般生物法相比較,該類產品對有機物的降解速度是傳統方法的100倍。故能在不增加任何工程投入和追加資金的基礎上擴大污水處理量；
• 所有變異菌和酶制劑均為從自然界篩選強化后的產品。微生物為廣譜微生物，可在有氧和無氧狀態下發揮作用，耐受抑制物的能力強；
• 污染物去除能力95%以上，有較強的脫磷、脫氮功效；
• 可消除污水中的H₂S等氣味的產生,防止產生二次污染；
• 污泥產生量少，污泥穩定性高,改善污水處理場的運行；
• 菌群和酶制劑本身無毒，不會造成二次污染；
• 使用簡單，成本低廉。