摘要：介绍了橡胶颗粒水处理填料的微生物固定化方法，制备出试验样品，并利用生物流化床小型试验装置进行性能研究。结果表明投加了微生物固定化的橡胶颗粒填料的生物膜流化床系统处理污水，排水水质达到了城镇污水处理厂污染物排放标准(GB18918-2002)中一级B排放标准。
关键词：固定化微生物 污水处理 橡胶颗粒填料
一、引言
固定化微生物技术，是利用化学或物理的手段将游离细胞定位于限定的空间区域，并使其保持活性，能被重复和连续使用的一种新型生物技术[1，2]。在水处理中采用固定化细胞，有利于提高生物反应器内的微生物浓度；有利于反应后的固液分离；有利于除氮、除去高浓度有机物或某种难降解物质，是一种高效低耗、运转管理容易、十分有前途的污水处理技术。
二、固定化微生物填料的制备
1、制备原料
微生物固定化方法一般选用聚乙烯醇海藻酸钠包埋或海藻酸钠硅藻土包埋。
本试验以聚乙烯醇和橡胶颗粒填料为母体，通过微生物干粉菌体与橡胶填料以及聚乙烯醇形成合成高分子凝胶，从而将微生物包埋固定在凝胶网络中，形成微生物固定化的橡胶颗粒填料。
微生物酶制剂干粉该微生物干粉为欧洲EUROVIX S.r.l.开发的Micropan系列第三代生物制剂，产地在意大利。
2、制备方法
微生物固定化的橡胶颗粒填料的方法，步骤如下：
①橡胶填料为80%的旧轮胎粉末和20%的其它物质相搅拌，并压缩形成直径为5-8mm的颗粒；
②聚乙烯醇（PVA）海藻酸钠包埋：配制30ml 10%聚乙烯醇和2%海藻酸钠混合溶液两份，高温溶解混合均匀冷却后；
③将微生物酶制剂干粉加入去离子水中搅匀，尔后加入步骤二中溶液，继续搅拌至均匀得到胶体；
④将橡胶颗粒填料和步骤三胶体按比例混合，然后放置于摇床，在25℃、转速130r/min条件下交联24小时。然后取出，用生理性盐水冲洗三次，在室温下保存于去离子水中备用，得到微生物固定化的橡胶颗粒填料。
微生物固定化后的橡胶颗粒填料。该填料以聚乙烯醇和橡胶颗粒填料为母体，通过微生物干粉菌体与橡胶填料以及聚乙烯醇形成合成高分子凝胶，从而将微生物包埋固定在凝胶网络中，形成微生物固定化的橡胶颗粒填料。具有原料易得、适应性强、便于操作、节约资源、减少对环境的污染、成本低的优点。
该填料的性能通过污水处理小型试验进行检验。
三、试验方法
本实验采用碳化菌和硝化菌分别固定化填料按3：1比例投加到流化床小型试验装置中，进行污水处理实验。
四、性能研究
利用生物膜流化床小试试验装置进行污水处理实验，在系统启动期间，COD的平均去除率达到了58.6%，启动过程结束。启动方式采用接种污泥法。接种污泥取自北京市威嘉污水处理厂（卢沟桥污水处理厂），经过仅1小时的运输过程即投加到流化床小型试验系统中，污泥活性较好，因此驯化期只有短短的几天。
在进水流量为10.0L/h的情况下，进水COD平均浓度为459mg/L，出水COD平均浓度为180.8 mg/L，COD去除率平均为81.6%。由于试验污水水质远高于正常生活污水水质参数且处于刚刚驯化结束期，因此本工况下，出水略高于一级B排放标准。
在进水流量为20.0L/h的情况下，COD去除率平均为83.1%。
在进水流量为15L/h的情况下，COD去除率平均为83.4%，出水COD浓度平均为55mg/L，出水满足城镇污水处理厂污染物排放标准中的一级B标准。进水氨氮浓度平均64.53mg/L，出水浓度平均3.42mg/L。氨氮平均去除率为94.57%，最高97.9%，最低88.2%。
本部分试验水质氨氮浓度偏高，处理效果明显。虽然没有达到高氨氮低COD的原水要求，但从去除率和出水效果上看，微生物固定化的橡胶颗粒填料用于高污水氨氮的处理是可行的。
从试验数据来看，应用固定化微生物填料启动的流化床小型试验装置，处理量为15L/h，出水指标达到城镇污水处理厂污染物排放标准(GB18918-2002)中一级B排放标准。其处理后出水水质为（括号内数值为水温低于12℃时的控制指标）：COD≤60mg/L，BOD5≤20mg/L，SS≤20mg/L，TN=20 mg/L，NH3-N≤8（15）mg/L。
五、结论
1、以废旧轮胎胶粉为主要原料生产生物填料，是一项以废治废、符合循环经济要求的新型环保技术；
2、以聚乙烯醇和橡胶颗粒填料为母体，通过微生物干粉菌体与橡胶填料以及聚乙烯醇形成合成高分子凝胶，从而将微生物包埋固定在凝胶网络中，形成微生物固定化的橡胶颗粒填料。具有原料易得、适应性强、便于操作、节约资源、减少对环境的污染、成本低的优点。
3、应用固定化微生物填料启动的流化床小型试验装置，处理量为15L/h，出水指标达到城镇污水处理厂污染物排放标准(GB18918-2002)中一级B排放标准。 来源：水工业市场杂志
