5.废水生物处理中特殊功能菌的快速扩培技术
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研究思路见图9和图10。通过环境功能材料的设计合成，开发制备了柔性多孔、生物亲和性佳、易破碎的功能微生物包埋材料，用于对特殊功能微生物的包埋培养。基于不同类型的特种微生物对底物和环境条件需求，为微生物提供适宜的培养条件，在生物反应器快速混合的水力条件下实现包埋微生物的快速扩大培养，这是因为：一方面强混合条件能克服底物传输的限制，另一方面，包埋体为微生物创造了相对稳定的微域空间（避免了强力水力剪切的扰动），因而得以快速繁殖，再将饱和生长的包埋体破碎后再包埋，进行循环扩培。随后，可根据不同水处理工艺（UASB、MBBR、IFAS、BF等）的需求，将扩培的特种功能微生物预挂膜在不同的生物载体上制备反应器接种或功能强化用菌剂。该研究具有普适性，可用于低温脱氮功能菌、生长缓慢的自养脱氮菌（如AnAOB和AOB）、毒性有机污染物降解菌（如PAHs和酚类降解菌）的快速扩大培养和应用。
图9微生物的包埋 图10特殊功能菌的快速扩培及应用
创新性与科学价值：
通过特种环境功能材料的设计合成，摒弃传统功能菌扩大培养的思路，独辟蹊径地采用“包埋-培养-破碎”循环的方法快速提高功能微生物的繁育速率，实现目标功能微生物的快速扩培，这为快速培育目标功能菌提供了独具特色的科学策略。
课题组从污（废）水处理的实际应用需求出发，正在开展功能菌的“快速扩培”、“保藏活化”、“预挂膜应用”和“菌群平衡”等系列理论和关键科学问题研究，拟开发出经济有效的功能菌快速扩培技术装备与工艺，以为解决为污水处理面临的低温脱、低碳自养脱氮及毒性废水处理等启动时间长、稳定达标难的问题提出创新解决方案，预期具备广阔的应用前景。