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微生物固定化技术（Microbial Immobilization Technology, MIT) - Coggle Diagram

- - - - 吸附点位、反应场所
    - - 无毒害作用
      - 底物与氧气等良好传质性
      - 提供碳源和营养物质
  - - - 硅藻土、沸石、活性炭、生物炭、多孔陶瓷等
        
        机械强度高、物化稳定性好、成本低、来源广
    - - 人工合成有机载体
        
        聚乙烯醇（PVA）、聚氨酯、丙烯酰胺
        
        机械强度好、孔隙率和形状可控
        
        更优越的表面性质
        
        部分有一定生物毒性
      - 天然有机载体
        
        琼脂、海藻酸盐、壳聚糖
        
        便宜、已获得
        
        表面官能团多、更强亲和力
        
        机械强度差、稳定性不良
    - - 如，海藻酸钠和PVA复合/复配
        
        综合效果好，但成本高、工艺复杂
    - - 金属有机框架材料（MOF）
      - 改性材料
        
        生物炭改性材料
        
        酸改性、碱改性、盐改性
        
        微生物负载能力和亲和力增强
        
        促进土壤肥力和土壤结构
        
        壳聚糖改性材料
        
        存在氨基及羟基，方便改性
        
        特种壳聚糖衍生物
      - 磁性纳米材料
        
        通过磁场控制载体特性和运动方式
        
        有利于反应器中的搅拌与回收
        
        节省人工操作，易实现大规模连续化生产应用
        
        PVA-SA体系中加入Fe3O4
      - 可生物降解聚合物材料
      - 生物缓释材料
      - 纳米材料
        
        优势
        
        高比表面积和高表面能
        
        更强吸附能力
        
        吸附更多微生物
        
        局部提高污染物浓度，便于微生物降解
        
        更多增殖空间
        
        降低质子传递限制
        
        影响细胞膜通透性
        
        影响微生物代谢及生理反应
        
        提高降解效率及稳定性
        
        劣势
        
        通过吸附或者静电作用与微生物细胞膜发生反应
        
        对细胞造成伤害
- - - - 氢键、范德华力、电荷作用力
    - - 灭菌处理的载体材料和菌液按比例混合一段时间
      - 固定化微生物离心分离
    - - 操作简单
      - 物质交换不受阻
      - 载体可反复利用
      - 固定不稳定，易解吸
  - - - 多孔颗粒材料和高分子凝胶中
        
        如，PVA和海藻酸钠
      - 包封法：半透膜内
        
        微生物和大分子在半透膜内
        
        小分子如氧、营养物质和降解物可通过半透膜
      - 影响因素
        
        载体孔径大小
        
        微生物直径大小
      - 制备方式
        
        将包埋剂与微生物混合一段时间后滴注成球
  - - - 结合性强
      - 有细胞毒性、降低活性
      - 交联剂贵
- - - - 对数生长期
        
        最快生长速率
        
        最高活性
        
        最强抵御能力
    - - 细胞密度
        
        影响物质传输效率
        
        影响微生物社区营养物质
        
        降低细胞活性
  - - - 吸附位点
        
        比表面积
        
        表面粗糙度
        
        疏松多孔
        
        亲水性、疏水性
    - - 影响物质传递效率
        
        底物和营养物质的扩散，粒径越大，效率越低
      - 影响吸附微生物量
    - - 微生物吸附量
      - 微生物吸附强度
        
        太多，载体间碰撞脱落
  - - - pH、温度
        
        控制微生物培养与筛选
        
        影响载体和微生物物化性质
        
        Zeta电位
    - - 固定化时间
        
        与微生物生长曲线有关
        
        过长，进入稳定期或衰亡期，活性下降
      - 固定化转速
        
        过快，细胞破碎，活性下降
      - 添加剂
        
        存活率
        
        固定效果