真菌固定化及其在印染污水中的应用

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染料在纺织品印染、油漆、塑料、纸张、皮革、光电通讯、食品等许多行业都有广泛应用,具有重要的工业和经济价值。但由于染料多为有一定毒性的有机合成物质,甚至有“三致”(致癌、致畸、致突变)作用,导致染料生产及应用过程中的污染废水极易造成生态环境的破坏并影响人及动物的健康。因此,染料废水必须要经过脱色处理,方可向环境中排放。本文探讨白地霉(Geotrichumcandidum DD274)、毛栓菌(Tramets Fogii DD616)和白囊耙齿菌(Irpex lacteusDD400)三种真菌的固定化及应用技术,为染料废水的生物处理提供新的思路、材料及技术。主要结果包括:  1、通过比较多种天然有机质(玉米芯、稻草秸秆、芦苇叶、小麦秸秆等)、菌饼接种量和固定化时间对真菌白地霉脱色效率的影响实验,获得该菌的最佳固定化条件为:菌饼(直径:8mm)2块,玉米芯4g(使用时浸湿),30℃培养72h。此时对OG的脱色率>97%。  对玉米芯固定化白地霉脱色条件的研究表明,4g上述固定化真菌在NaCl为0-30g/L、pH为3-8的50ml脱色体系中,可用于1.5g/L的OG的脱色,30℃下2d的脱色率为87.6%。在OG为0.6g/L的50ml脱色体系中,通过补充营养物质葡萄糖(10g/L),4g固定化白地霉分批(7批次)连续处理14d,可去除染料3.96g。  固定化白地霉还具有较宽的脱色谱,不仅对偶氮染料活性蓝K-GC、橙黄G、活性红紫X-2R、分散橙S-4SL、橙K-GN、活性红K-2BP、活性大黄K-6G和分散大红S-R等表现了很高的脱色率,在4g固定化白地霉和0.3g/L的模拟废水体系中2d,上述染料的脱色率为49-99%,也对酞菁染料活性翠兰KN-G和蒽醌染料分散蓝2BLN有很高的脱色能力,脱色率分别为88.3%和53.2%。  通过对白地霉代谢产物的酶活与HPLC分析结果表明,该菌是在MnP(锰离子过氧化物酶)和LiP(木质素过氧化物酶)的介导下进行染料的完全降解,而非吸附作用。  2.基于白地霉DD274固定化的研究结果,研究了利用玉米芯载体固定化毛栓菌DD616和白囊耙齿菌DD400后的脱色条件。结果表明,玉米芯固定化毛栓菌的脱色条件为:4g上述固化化真菌在NaCl为0-40g/L、pH为3-10的50ml脱色体系中,可用于2.0g/L的OG的脱色,30℃下2d的脱色率为97.4%。而玉米芯固定化白囊耙齿菌DD400的脱色条件除pH为3-10外,其它与固定化白地霉的脱色条件相同,但脱色率较低,2d的脱色率为88.5%。此外,固定化毛栓菌DD616和白囊耙齿菌DD400的脱色谱与白地霉DD274相似,既对偶氮染料ARO、AG、ARO、DG、AG、AR、AY和AY等有脱色作用(15.0%~98%),也对酞菁染料活性翠兰KN-G以及蒽醌染料分散蓝2BLN有很高的脱色率(41.6%~87.0%)。  3.利用模拟染料废水,研究了固定化白地霉、毛栓菌和白囊耙齿菌去除染料废水中COD和颜色的能力,发现其对多种染料废水的COD和颜色均有很好的去除效果。白地霉DD274、毛栓菌DD616和白囊耙齿菌DD400的平均COD去除率为29.2%、28.2%、49.8%,平均脱色率为73.1%、67.3%、57.9%。  利用天然有机材料玉米芯作为载体用于固定白地霉DD274、毛栓菌DD616和白囊耙齿菌DD400,既可以提高真菌的脱色效率,又不会造成二次污染,在染料废水处理中具有重要的应用价值。
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