包埋法是利用载体材料的特殊性能将微生物束缚在凝胶的微小格子、微胶囊内或包埋于半透明的多孔性聚合物或膜载体内部。微生物所需的底物和氧气可通过凝胶网格空隙渗入载体内，其代谢产物可扩散至载体外。常见的包埋法包括凝胶包埋法、微胶囊法和纤维包埋法。该方法具有操作简单、固定化颗粒强度高、对微生物影响小、微生物流失少、微生物装载容量大等优点，因而成为目前研究应用频率最高、最成熟的固定化方法。但是该方法空间位阻大，会在一定程度上不利于底物和溶解氧的扩散传递，使固定化颗粒凝胶中心区域形成死区，导致凝胶颗粒内外不能得到有效的疏通。因此，该方法不适于处理含大量纤维素、蛋白质、脂类等大分子底物的废水。

2.3交联法

交联法又名无载体固定化微生物方法，是通过带有两个或两个以上官能团的试剂与微生物表面的氨基、羟基、巯基、咪唑基等基团共价结合进行交联，使微生物菌体间形成“生物网”结构。该方法结合强度高、稳定性好，但反应激烈，微生物活性损失大且交联剂昂贵。常用的交联剂有戊二醛、氰胺、双重氮联苯胺、甲苯二异氰酸酯、乙醇二异氰酸酯等。

除以上3种常用方法外，固定化微生物方法还包括介质截留固定化法、膜截留固定化法和自身固定化法等。介质截留法可以利用介质孔径的选择性有效地控制微生物的密集度及其底物和产物的扩散，从而使微生物与基质充分接触、反应;膜截留固定化是通过半透膜、超滤膜和中空纤维膜等进行部分截留;自身固定化，即细胞间自交联固定化，是在适宜条件及处理装置的条件下，利用微生物自身的絮凝作用进行固定化微生物，所需固定化时间长、受环境影响因素大。

2.4复合固定化法

复合固定化法是将两种或两种以上的固定化方法联合应用的改进方法，使微生物系统活性更高、单位密集度更高、菌体流失更少、耐受能力更强、机械稳定性和生化稳定性更高，具有单一固定化方法无可比拟的性能和处理效果，这与固定化载体材料的“高分子效应”对微生物的保护作用不无关系。该方法可根据废水的实际情况选择性能优良、价格低廉的复合固定化载体以及经济合理、操作简单的组合固定化工艺。

2.4.1吸附—包埋法

吸附—包埋法是利用吸附剂-包埋剂复合载体的吸附和包埋双重效果固定化微生物，大多是先将微生物吸附在载体上，再对其进行包埋的过程。

2.4.2包埋—交联法

包埋—交联法在保证微生物密集度高且不易流失的前提下加强固定化微生物的机械稳定性及抗冲击负荷能力，提高微生物系统处理污染物的能力。运用该方法时应严格控制交联剂的用量及其与微生物的接触时间，从而减小交联剂对微生物活性的损伤。已有研究者用PVA-SA为包埋载体，CaCl2-硼酸溶液为交联剂制得固定化微生物，并在含重金属和有机污染物的废水中取得显著效果。DINH等用同样的载体包埋微生物，但以Na2SO4溶液对其进行交联，这不但保留了较高的微生物活性，而且具有良好的总碳去除性能。

2.4.3聚集—交联法

聚集—交联法是先利用凝聚剂将微生物聚凝为微生物聚集体，然后在交联剂的作用下形成性能稳定、微生物密集的立体网状结构。

2.4.4吸附—包埋—交联法

吸附—包埋—交联法形成的复合固定化微生物系统会比原有系统及两种固定化方法相结合的系统更强、稳定性更高、处理效果更好。因此，对该方法的研究探讨会日益增加。该方法常用的顺序是先将吸附剂与微生物混合吸附，然后将包埋剂加入上述混合液中进行包埋，最后将吸附—包埋后的混合溶液滴入交联剂中进行硬化交联，最终制得固定化微生物。已有研究者将这种复合固定化方法应用于地下水中三氯乙烷的去除，发现这种固定化厌氧菌在厌氧条件下不仅能有效地降解三氯乙烷，还可重复利用。YANG等采用吸附—交联—包埋法固定化Cr(Ⅵ)还原菌，其不仅对Cr(Ⅵ)有较高的耐受性，还能高效还原废水中Cr(Ⅵ)，此固定化过程以PVA-SA-AC-硅藻土为固定化载体，CaCl2-硼酸溶液为交联剂。魏大鹏等以PVA-SA为包埋剂，二氧化硅为吸附剂，CaCl2-硼酸溶液为交联剂，对复合菌进行固定化，发现这种固定化小球载菌量高，并对水体中的氨氮和亚硝酸盐氮具有极高的降解效率。

主要固定化方法的比较见表2。

表2主要固定化方法的比较

3固定化装置

大多数研究实验中，固定化微生物的制备是利用注射器手动将黏性聚合溶液滴制成固定化小球，这种技术虽简单，但最大的缺陷是固定化小球的制备速率低，此外这还是一项繁琐的工作。为了克服这些缺点，下面阐述了3种固定化装置：(1)目前有一种可将海藻酸盐溶液和内部电极合并为静电荷的设备，能增强海藻酸盐溶液单分子散性，且不影响微生物细胞活性，并能在重力作用下生产固定化微球(见图1(a)，由DEBASHAN等改进);(2)另外一种自动化工序可用于实验室范围所需的固定化量，并具有高效低耗、经济适用、易产业化、运行管理容易等特点，这种工序的基本设备包括蠕动泵、输液管、注射器等(见图1(b));(3)为了满足大型废水的处理效果，需要长时间大规模生产固定化微生物小球，此时多喷嘴包埋/固定化系统诞生了，它是以上层流射分裂技术为基础进行设计的，以1～15mL/min的速率在无菌固定化装置中连续生产不同直径(250～1000μm)的固定化小球，可用于不同类型的海藻酸盐溶液固定微生物，喷射出形态规则的固定化小球(见图1(c)，由BASHAN等改进)。

图1固定化装置