在专性菌株或菌剂研发形式下,适宜其生长环境且有助于附着生长的载体势必成为环境学者们关注的新型研究热点。以往对专性菌的使用,在废水中呈游离态,菌株不能正常生长繁殖,降解效果十分不好。在此基础上,发展起来的固定化技术可以为微生物提供一个小的空间结构,而且微生物在这种环境中生长繁殖和游离态时几乎没有不同,并且具有很多优势:在培养微生物时,搅拌以及直接通气带来的剪切力通常会对微生物的生长带来一定的影响,固定化以后就可以解决这个问题,不仅可以减小影响,而且保证这些操作不会妨碍微生物的正常生长繁殖,不仅使微生物的密度大幅增加,而且可以反复多次利用,有效减少微生物流失。可以强化微生物活性,提高其对水环境的适应性和处理系统中微生物丰度,有效提高废水生物处理效率,在废水处理中具有重要的意义。本次研究先后制备了乙基纤维素微胶囊、硅球和聚醚砜(polyethersulfone,简称PES)小球,对比了制作方法和使用性能,最后选择使用PES小球负载细菌来开始降解水中有机物的研究,获得如下结论:采用水中干燥技术制备乙基纤维素微胶囊,其表面具有孔洞结构,但是分布不均且大小不匀,制备成功率较低,较难制得。采用向油管滴加硅酸钠溶液的方法制得硅球,虽然硅胶吸附性能较好,孔洞结构丰富,但其在水中长期浸泡会导致变形甚至溶解,性质不稳定。以聚醚砜为原料采用浸渍沉淀相转化法制备了一种直径约3 mm,表面光滑,内部具有多孔道结构的小球载体,命名为Ps。制备的小球表面有一层厚度约20μm的致密层。这层致密层会阻碍降解菌从载体表面进入到内部结构当中,从而减弱载体对降解菌的保护作用,因此本实验改进方法对聚醚砜小球进行优化。其中有机溶剂侵蚀法简单易行,经过N,N-二甲基甲酰胺浸蚀去掉致密层后,命名为Es,露出粗糙表面,有助于细菌粘附生长,同时出现大量直径约1.5μm的孔道,且由外向内,孔径逐渐增大,可以使细菌通过表面孔道进入内部生长,为细菌提供更加良好的生长繁殖场所。实验所用细菌为从生活污水处理厂活性污泥中筛选分离得到。鉴定为睾丸酮丛毛单孢菌(Comamonas testosteroni sp.bdq06)。将表面粗糙的小球载体与睾丸酮丛毛单孢菌在喹啉无机盐培养液中培养,12 h后得到负载睾丸酮丛毛单孢菌的聚醚砜小球。将负载睾丸酮丛毛单孢菌的聚醚砜小球在不同条件下降解水中喹啉,与游离细菌降解效果对比,得出在p H=5、10和40℃条件下负载菌的小球对水中喹啉的降解效果优于游离菌。在p H=7条件下,游离细菌与负载菌的聚醚砜小球对水中喹啉的降解效率基本相同。与p H=7相比,p H=10时,负载菌在15小时内可以完全降解水中喹啉,而同时刻游离细菌的降解效率仅为16.3%,其达到完全降解需要24小时。在40oC条件下,聚醚砜小球负载菌在11小时内对喹啉的降解效率达到78.6%,显著优于游离菌的37.7%。当p H值降低到5时,游离细菌表面电荷的变化,严重影响其正常生长繁殖,其在24小时的降解效率低于30%,而负载菌能够在21小时内完全降解喹啉。且对比p H变化可以发现,无论是溶液初始p H=5还是p H=10,Es球负载菌对溶液p H调节能力明显优于游离细菌。聚醚砜小球具有良好的溶胀性和机械强度,经过多次重复使用后,球形完整而未破裂,细菌在球表面大量生殖形成生物膜,显著提高降解效率,可以在2小时内完全降解100 mg/L喹啉。以聚醚砜为原料制备的小球在水处理方面具有潜在应用前景。特别是在极端条件下的处理效果更加明显。