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微生物作為人工濕地除污的主體和核心, 在物質的礦化、硝化、反硝化等過程中起到關鍵作用(賀鋒等, 2005).低溫微生物是微生物之一, 其所具有的*的生理功使其能適應環境, 因此, 研究這類微生物不僅具有重要的理論意義, 還在實際推廣應用中產生了日益明顯的經濟效益和環境效益(李兵等, 2010).國外對低溫微生物處理污水技術的研究起步較早, 主要是通過低溫微生物去除污水中的油烴類、氯酚類、表面活性劑、氮和磷等達到凈化水質的目的, 而且已經提出其低溫適應性的分子機制及相關理論(Westlake et al., 1974; Atlas, 1981; Vacková et al., 2011; Shuo et al., 2013; Jarvinen et al., 1994).我國從20世紀90年代初開始針對低溫微生物資源(主要是南極及深海微生物)的初步收集、調查與研究工作(馮虎元等, 2004; 李田等, 2006; 姜安璽等, 2002).但低溫微生物在廢污水處理過程中, 由于水力停留時間過長, 致使人工濕地對污水處理量受到限制.而且, 由于直接投放菌體, 游離微生物進入實際污染環境中后, 其生存繁殖和降解能力易受外界因素干擾, 降解作用難以充分發揮, 還會造成大量菌體流失, 難以控制其長期的處理效果.
微生物固定化技術是20世紀60年代后期迅速發展起來的一種新型技術, 具有實驗速度快, 便于培養優勢微生物種群, 微生物密度高、流失量少, 處理過程的穩定性高, 對環境耐受力強(如pH、溫度、有毒物質等), 固液分離效果好, 處理過程便于控制等優點(王紹良等, 2011), 因而在諸多廢水處理中體現出了非常大的優勢, 并逐漸成為國內外生物科學及相關學科研究的熱點.近年來, 很多學者采用竹炭、活性炭、棉纖維、疏水性聚氨酯泡沫等材料將微生物固定化后進行廢水處理, 均取得了很好的處理效果(Xin et al., 2015; Ma et al., 2013; Lin et al., 2014; Li et al., 2012).生物炭作為一類新型環境功能材料近年來引起國內外學者的廣泛關注, 它的孔隙結構可以為微生物提供棲息地, 使微生物能夠耐受外界不良環境.
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