第一节固定化酶和固定化微生物在环境工程中的应用一酶制剂剂型二酶的提取（一）浓缩葡聚糖凝胶—分子筛浓缩法、聚乙二糖浓缩法、超滤膜浓缩法、盐析或乙醇沉淀后分离。（二）去杂质pH沉淀法、利用蛋白质热变性的温度差异、蛋白沉淀剂法。（三）纯化盐析法、有机溶剂沉淀法、层析法。（四）结晶当酶达到一定纯度后，在适当的温度下、pH下，逐渐加入(NH4)2SO4溶液，酶可以慢慢析出结晶，也可以加入某些有机溶剂析出结晶。１.固定化酶：从筛选、培育获得的优良菌体中提取活性极高的酶，再用包埋法（或交联法、载体结合法、逆胶束酶反应系统）等方法将酶固定在载体上，制成不溶于水的固态酶，即固定化酶。２.固定化微生物：用固定酶的方法将酶活力强的微生物固定在载体上，即成固定化微生物。微生物本身是多酶体系的固定化载体，将整个细胞固定化更有利于保持原有活性。有死细胞固定化和生长细胞固定化两种。３.固定化酶和固定化微生物特性：性能稳定、降解有机物性能强、耐毒、抗杂菌、耐冲击负荷。水溶性酶固定化技术Ⅰ交联法：将酶与两个以上的官能团的试剂反应形成共价键的固定方法。交联剂有：戊二醛、双重氮联苯胺和六甲撑二异氰酸酯。包埋法：将酶包埋在凝胶微小格子（格子型）中，或将酶包裹在半透性的聚合物膜内（微胶囊型）的固定方法。格子型的包埋材料有聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、琼脂、硅胶等。微胶囊型的包埋材料有尼龙、乙基纤维素和硝酸纤维素。第二节微生物细胞外多聚物的开发与应用生物表面活性剂和生物乳化剂是具有亲水基和疏水基结构于一体的两亲化合物。生物表面活性剂分子中具有脂肪烃链构成的非极性疏水基和有极性的亲水基，如磷酸根或多羟基基团。可以改变两相界面的物理性质，降低表面张力。生物乳化剂不能显著降低两相表面张力，但对油——水界面有很强的亲和力，能够吸附在分散的油滴表面，防止油滴聚集，从而使乳状液稳定。分类根据单一菌种微生物(纯种)细胞表面的解离层(胞外多聚物)性质不同可以划分为两类，即疏水性的R型(菌落为粗糙型)和亲水性的S型(菌落为光滑型)。凡具有R型解离层的微生物表现疏水性而自身发生絮凝、聚集而沉降，可将R型细菌应用于废水处理中。具有S型解离层的微生物表现出亲水性，均匀分散于水中，不易絮凝和沉降。活性污泥中的微生物可能全由R型细菌组成，也可能有R型细菌和S型细菌共同组成，或者全部由S型细菌组成，这种活性污泥是亲水性还是疏水性，取决于两者的比例和它们的表面电荷。从而导致活性污泥的吸附能力、活性污泥与水之间的表面张力的不同，进而影响活性污泥对废水中成分的吸附力和废水的处理效果。无机低分子絮凝剂无机阳离子絮凝剂：AlCl3.6H2O；Al2(SO4)3；FeCl3等。无机阴离子絮凝剂：CaO无机高分子絮凝剂：PAS、PAC、PFC、PFS微生物絮凝剂是一类由微生物在生长过程中产生的可使水体中不易降解的固体悬浮颗粒、菌体细胞及胶体粒子等凝集、沉淀的特殊高分子聚合物。微生物的絮凝作用最先由法国的LouisPasteur在1876年研究酵母菌时发现的。微生物絮凝剂的优点：(1)适应范围广，具有很好的除浊脱色作用，沉降效率高。(2)可降解，其降解产物对环境无毒无害，不会产生二次污染，是一种高效安全的絮凝剂。(3)能够产生絮凝剂的微生物种类多，生长快，易于采取生物工程的手段实现产业化生产。放线菌、霉菌及酵母菌，乃至原生动物的一些种类细胞表面的胞外多聚物有絮凝作用。可以将有絮凝作用的微生物经扩大制成的微生物制剂直接用作絮凝剂，或者从具有絮凝作用的菌株提取其表面的有效絮凝成分做成制剂用作絮凝剂。提取微生物细胞外多聚物制取絮凝剂的方法有高速离心超声波和均化处理；酸水解、有机溶剂析出。提取步骤为：微生物浓缩和洗涤、剥取ECP、有机溶剂析出、富集和纯化。絮凝剂产生菌微生物絮凝剂的吸附架桥絮凝的示意图微生物絮凝剂絮凝微生物的筛选过程第三节优势菌种与生物制剂的开发与应用采集样品，然后用稀释平板法分离出单个菌落，进行几次平板划线纯化菌种，再将纯化的菌种接入斜面保存；进行菌种性能测定。取性能良好的菌种接斜面，于４℃冰箱保存。或真空冷冻干燥保存。制取微生物制剂时，根据废水、废物和废气的化学组分与需要量，合理搭配多种菌种。经扩大培养后用板框压滤，干燥，制成干活菌制剂。或制成浆状活菌制剂或液体活菌制剂。①生物膜挂膜；②废水活性污泥法处理过程的添加剂，初沉池、曝气池的投加，提高废水处理效率；③有机固体废弃物堆肥的菌种和添加剂，加速堆肥腐熟；④家庭便池、公厕的除臭剂；⑤家禽粪便处理的菌种；⑥污染严重的河道生物修复，疏浚河道底泥；⑦降解和清除海面浮油和炼油厂的废弃物；⑧土地生物修复和河床底泥的生物修复。本章授课内容到此结束欢迎大家提出宝贵意见湖南大学环境科学与工程学院E-mail:yz