课件：危险性化合物的微生物降解.ppt

流化床式反应器为上流式反应器。 水溶液从底部进入反应器与其中的吸附剂进行混合接触并呈流化状态。 通过控制合理的操作参数和步骤，使悬浮态的出水溶液中吸附剂和水相中的金属离子都达到预定的指标。 六、生物吸附剂的应用 使用具有吸附金属离子能力的活性污泥或生物膜可在某种程度上从含有重金属离子的工业废水中收集和回收重金属离子。 由于重金属离子对活的微生物具有毒性，影响了微生物的生长与繁殖，因此活细胞的应用受到了一定的限制。 从电镀污泥、各种重金属废水等环境中可筛选到能耐受较高金属离子的功能菌株，经培养，可获得具有较高金属结合能力的活菌体。 大多数生物吸附材料是使用具有特殊结合金属离子能力的死亡菌体制成的。这些生物吸附材料既可以在低浓度的重金属废水中回收重金属，也可以在较高的金属离子浓度下操作。由于菌体的繁殖和重金属吸附操作是分开进行的，这些生物吸附材料可以处理对活细胞有毒的高浓度金属离子。将金属离子洗脱之后，生物吸附材料还可以再生。 目前，在北美至少有三家企业开发了商品化的生物吸附剂产品，其中有： ①B．V．SOR-BEX有限公司(加拿大，蒙特利尔市)，该公司使用各种不同类型的微生物菌体作为加工生物吸附剂的原料，开发了一系列用于金属离子去除和域回收的生物吸附剂，既有能吸附各种金属离子的广谱生物吸附剂，也有只吸附单一金属离子的特殊生物吸附剂。 ②生物回收系统有限公司(北美，拉斯维加斯)，该公司用硅胶或聚丙烯酰胺凝胶固定的淡水藻小球藻（Chlorella）菌体开发了吸附或回收金属离子的生物吸附剂。 ③高级矿产技术有限公司，该公司开发了以芽孢杆菌为基础的广谱生物吸附剂。 目前已广泛使用各种细菌、真菌和海藻来开发新的生物吸附剂，新开发的生物吸附剂的主要特征应包括以下几点： ①操作适应性广—能在各种pH、温度及其他溶液条件和加工过程下操作； ②金属选择性高—能从溶液中吸附各种重金属离子而不受碱土金属离子的干扰； ③金属离子浓度的影响小—在低浓度下(≤10mg/L)和在较高浓度下(≥100 mg／L)都具有良好的金属吸附能力； ④对有机物具有较高的耐受力—低浓度的有机物污染(≤5g /L)不影响金属离子的吸附； ⑤具有较好的再生能力—再生步骤应简单，再生的生物吸附剂的吸附能力与新鲜的生物吸附剂相比不应有明显的降低。 制备生物吸附剂的一个方法是从发酵工业获得废菌体，并用它从溶液中吸附重金属。 另一个生物吸附剂的丰富来源是海洋。 使用固定化的海藻生物吸附剂可以为各种海藻菌体的生产开创一个新的、有利的商业应用。 一种称为AlgaSORB的生物吸附剂(使用专利载体硅胶作为固定化载体)近年来被用于从工业废水或污染的地下水中回收重金属。 原核生物和真核生物的细胞壁都含有不同的多糖作为基本结构。 以海藻酸盐NaAlg为例来说明二价金属离子(Me2+)与多糖之间的离子交换： 2NaAlg + Me2+ — Me(Alg)2 十 2Na+ 研制新的微生物固定化技术来生产新的生物吸附剂、选育新的具有不同的或更好的生物吸附性质的微生物新品种、阐明与生物吸附作用有关的细胞壁成分、确定生物吸附剂内的金属结合位点和理解金属吸附机理。 阐明有关的金属溶液化学和金属结合位点的结构、研究能增强其吸附性质的化学或生物学方法等都是寻找具有高选择性和高吸附能力的高效生物吸附剂的关键，必将会使生物吸附剂在将来有更广泛的应用。 THANK YOU SUCCESS * * 可编辑 微生物细胞壁的特殊结构，在很大程度上决定着其对金属的吸附，如细胞壁的多孔结构使活性化学配位体在细胞表面合理排列，使细胞易于和金属离子结合。细胞外多糖(EPS)在某些微生物吸附重金属离子的过程中也有一定的作用。EPS主要由蛋白质和多糖构成，其比率大约为3:1。 1、细菌细胞壁 （1）革兰阳性细菌的细胞壁 肽聚糖带有阴离子基团，具有网络结构，允许分子量为1 200～70000的分子通过。 所有细菌的细胞壁都具有共同的特征：含有肽聚糖 。 细胞壁结合金属离子有3个主要的机理：吸附、微沉淀和晶核作用。 微生物细胞壁结合金属离子的能力不仅与功能基团的数量、类型和接近方式有关，而且与细胞壁网络的孔径、细胞壁骨架的空隙率有关，其中细胞壁骨架的空隙率决定沉淀和晶核的形状和数量。 (2) G-细菌的细胞壁 革兰阴性细菌的外膜由脂多糖(LPS)、磷脂和蛋白质组成，镁离子对分子的化学稳定性具有重要作用。表面负电荷主要来自于LPS的净负电荷。 外膜通过脂蛋白或离子键(Mg2+、Ca2+等)结合到肽聚糖上。 2、真菌细胞壁 真菌细胞壁主要由各种多糖构成，它们经常和蛋白质、脂和其他物质(如色素)键合在一起。真菌细胞壁是多层、微纤维结构。