固化微生物技術，是國外從60年代后期開始迅速發展的一項技術。它是通過化學或物理手段將游離細胞定位于限定的空間區域，并使其保持活性反復利用的方法。最初主要用于工業微生物的發酵生產，70年代后期由于水污染問題日益嚴重，迫切要求開發高效的廢水處理新技術。這時，人們開始考慮固化微生物技術取代活性污泥法，用于某些污染物的轉化和降解。將從活性污泥中分離篩選的優勢菌種加以固定，就可能組成一種新的高效廢水處理系統。
20世紀80年代起，我國在廢水生物處理方面進行固定化酶及固化微生物的生物處理廢水研究，從好氧活性污泥和厭氧污泥中分離，篩選對某一種廢水成分分解能力強的微生物，將其固定化用于廢水處理試驗。
固化微生物用于處理氨、氮廢水。隨著國內外對水環境標準的嚴格化，促使人們對活性污泥法進行工藝流程的改進，出現了 A/O生物脫氮工藝等污水處理新工藝。但該工藝仍然存在著諸如硝化菌群增值速度慢、抗金屬及有機物沖擊的能力不強等缺點，因此處理氨、氮廢水的微生物固定化技術得以發展。
周定等人的將脫氮微生物包埋于聚乙烯醇中，用于建立固定化方法。結果表明在低溫、低PH值的條件下，固化微生物能夠保留比未包埋微生物更高的脫氮活性，減輕溶解氧對脫氮的抑制作用，脫氮微生物在固定化載體中可以增值。這說明利用固定化微生物可以在較低PH值，較低溫度和較高溶解氧的條件下獲得較好的處理效果，即增加了脫氮過程對寒冷氣候，入水條件的適應性。
國外最早進行硝化反硝化研究的是Nilsson，它用海藻酸鈣固定Pseudomonas denitrificans，采用填充柱對含20mg/L硝酸鹽的地下水進行連續脫氮試驗，脫氮效果良好，反硝化速度為66mg氮/(h*kg凝膠)，容積負荷達到3.6kg氮/（m3.d）。此后，許多學者進行了這方面的研究。設樂等人用叉菜膠，瓊脂等固定化反硝化菌，在填充率30%的反應器中繼續進行70d脫氮試驗，當負荷小于1.5kgNOx-N/（m3. d）時，出水的NOx-N小于10mg/L，近年來，固定化硝化菌脫氮技術己經從實驗室和小規模階段進入大規模的生產性試驗階段。
在處理含酚廢水、重金屬廢水、含氰廢水、印染廢水的脫色及洗滌劑（含直鏈烷苯磺酸鈉LAS）廢水等也進行了大量的試驗研究工作，取得了很好的處理效果。許多研究成果表明：固化微生物技術在廢水處理，尤其是特種廢水處理領域中具有廣闊的應用空間。
城市生活污水和工業廢水的水量很大，用固定化微生物處理有一定難度，中國科學院微生物研究所進行了處理城市污水的多功能混合菌研究。試驗在實驗室內控制條件下進行的。多功能混合菌在合成培養基上，調整適宜的溫度和PH進行培養。比較適合的流程的選擇是利用合成污水，試驗了好氧系統、間歇系統（O/A）、間歇系統（A/O）、缺氧系統，比較得出的。以缺氧、好氧交替使用的工藝有利于提高COD的處理效果。
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