白腐真菌煤渣生物膜反應(yīng)器對(duì)染料廢水的脫色試驗(yàn)研究(1)

1、    白腐真菌煤渣生物膜反應(yīng)器對(duì)染料廢水的脫色試驗(yàn)研究(1)    白腐真菌煤渣生物膜反應(yīng)器處理模擬活性艷紅染料廢水，菌種A、B（擔(dān)子菌綱）和C（云芝）最高脫色率分別達(dá)到4、80和95。試驗(yàn)表明，共培養(yǎng)液類(lèi)型對(duì)染料的脫色效果有明顯影響，菌種C受共培養(yǎng)液的影響最為顯著。白腐真菌煤渣生物膜反應(yīng)器對(duì)實(shí)際的偶氮染料廢水的脫色作用主在初始階段完成，而到72后COD得以有效去除。當(dāng)該廢水的初始CODCr為6000mg/L時(shí)，經(jīng)144h后，CODCr的去除率達(dá)98。 關(guān)鍵詞：廢水處理 白腐真菌 染料 脫色 生物膜反應(yīng)器 Tes

2、ts for Decolorization of Wastewater from Dyestuff Production by Bio-Membrane Reactor UsingCoal Cinder as White Rot Fungal Biofilm Supporter WANG Yong-huaHUANG Min-sheng DING Kun    Abstract：In the treatment of simulated Reactive Brilliant Red dyestuff by bio-membrane reactor usin

3、g coal cinder as white rot fungal biofilm supporter the maximum decolorization rates with fungia，B (Basidiomycetes) and C were84，80 and95 respectively.The test showed that the types of coinoculum had obviouseffectsondyestuff decolorization results.Fungus C was most significantly affected by coinocul

4、um.The decolorization of the actual wastewater from azo dyestuffs production by the bio-membrane reactor using coal cinder as white rot fungal biofilm supporter was mainly completed in the initial stage，while COD was effectively removed in 72 hours. When the initial CODCr in the said wastewater was

5、6000mg/L，the removal rate of CODCr reached 98 in 144 hours. Key words：waste water treatment；bio-membrane reactor using coal cinder as white rot fungal biofilm supporter；dyestuff；decolorization；biomembrane reactor    前言 偶氮染料包括酸性、活性、陽(yáng)離子等染料類(lèi)別，是合成染料的主部分。每年染料生產(chǎn)和印染行業(yè)向環(huán)境中排放出大量的這類(lèi)染料廢水，造成

6、了嚴(yán)重的環(huán)境污染；傳統(tǒng)的廢水處理方法對(duì)偶氮染料脫色和降解效果不佳，因此必須尋求一種高效而又經(jīng)濟(jì)的處理方法。 白腐真菌對(duì)木質(zhì)素具有廣譜的降解作用1，2，而許多人工合成的染料、農(nóng)藥等與木質(zhì)素具有相似的結(jié)構(gòu)3，4因此白腐真菌降解這類(lèi)污染物的研究倍受人們關(guān)注5-7。 白腐真菌對(duì)染料的脫色降解過(guò)程受到多種因素的影響，共培養(yǎng)液的類(lèi)型和主成分是其中一個(gè)重方面。本實(shí)驗(yàn)采用國(guó)內(nèi)外研究報(bào)道中三種最為常見(jiàn)的共培養(yǎng)液作為研究對(duì)象，考察三種白腐真菌對(duì)一種典型的偶氮染料活性艷紅X-3B的脫色效果。 生物膜法處理工業(yè)廢水已有研究和應(yīng)用，將白腐真菌附著于固定載體上生長(zhǎng)成生物膜處理難降解有機(jī)工業(yè)廢水具有生物量多、受攪拌影響小、

7、生物膜泥齡長(zhǎng)等特點(diǎn)8。本試驗(yàn)研究采用煤渣作為掛膜載體構(gòu)建白腐真菌生物膜反應(yīng)器，考察其在不同類(lèi)型的共培養(yǎng)液條件下對(duì)活性艷紅的脫色效果。    1材料與方法    1.1實(shí)驗(yàn)儀器和設(shè)備 PXS-215型離子活度計(jì)，101-1型干燥箱，LRH-250型生化培養(yǎng)箱，80-1型離心沉淀器，YX-280型不銹鋼手提式加熱蒸汽消毒器，TG328B型電光分析天平，UV/VIS紫外分光光度儀。 1.2菌種 本實(shí)驗(yàn)所用菌種a、菌種B均從自然界的朽木中分離出，經(jīng)過(guò)初步鑒定屬于擔(dān)子菌綱，菌種C為云芝。將分離出的純菌種轉(zhuǎn)入35恒溫培養(yǎng)箱生長(zhǎng)

8、45d后，接種于含固體成長(zhǎng)培養(yǎng)基的培養(yǎng)皿上進(jìn)行擴(kuò)增，34d后待整個(gè)培養(yǎng)皿內(nèi)產(chǎn)生大量菌絲后即可使用。 1.3模擬廢水本試驗(yàn)所處理的腄餿玖戲纖捎沒(méi)钚匝蘚靀-3B水溶液?；钚云G紅X-3B又稱(chēng)活性桃紅或反應(yīng)艷紅X-4B，屬于偶氮染料中的重類(lèi)別，其結(jié)構(gòu)式如下所示：        1.4共培養(yǎng)液 2PO42PO44.7H224.7H24.7H24.5H24NO32PO424.7H2O、1mg/LVB12PO424.7H242.6H244.5H2O、0.0007G/l的AlK(SO4)22MoO4.2H2O;Mn2 的濃度為12

9、mg/L。在三種共培養(yǎng)液中，活性艷紅的初始濃度均為50mg/L，反應(yīng)溫度為35，初始pH值控制在4.24.5，溶解氧濃度為5mg/L；共培養(yǎng)液（包括活性艷紅）在加入反應(yīng)器之前都在121下滅菌20min。 1.5分析方法 采用UV/VIS紫外分光光度儀測(cè)定活性艷紅X-3B溶液和共培養(yǎng)液的吸光度與波長(zhǎng)關(guān)系，結(jié)果表明其最大吸收波長(zhǎng)位于539.5 nm處。利用測(cè)定共培養(yǎng)液最大吸收波長(zhǎng)處吸光度的減少來(lái)確定三種共培養(yǎng)液對(duì)活性艷紅脫色率的影響。加樣后，每隔12 h從樣品中取共培養(yǎng)液8 mL，在3000 r/min條件下離心30 min，取離心后的上清液作為測(cè)定對(duì)象璩跏脊才嘌旱奈舛任猘o，蔛轡舛任猘i，則脫色

10、率（A            摘白腐真菌煤渣生物膜反應(yīng)器處理模擬活性艷紅染料廢水，菌種A、B（擔(dān)子菌綱）和C（云芝）最高脫色率分別達(dá)到4         本篇論文是由3COME文檔頻道的網(wǎng)友為您在網(wǎng)絡(luò)上收集整理餅投稿至本站的，論文版權(quán)屬原作者，請(qǐng)不用于商業(yè)用途或者抄襲，僅供參考學(xué)習(xí)之用，否者后果自負(fù)，如果此文侵犯您的合法權(quán)益，請(qǐng)聯(lián)系我們。o-Ai）/Ao×100。  

11、  2結(jié)果與討論 2.1活性艷紅脫色現(xiàn)象觀察活性染料加入1 d后，菌體因吸附部分染料而成深紅色，培養(yǎng)液紅色變淡。約23 d后，觀察到菌體與共培養(yǎng)液轉(zhuǎn)為很淡的粉紅色。45 d后，所有的菌體以及培養(yǎng)液均接近無(wú)色，而空白實(shí)驗(yàn)的共培養(yǎng)液（未加入任何菌種）顏色基本不隨時(shí)間的變化而變化。 2.2對(duì)活性艷紅染料的脫色率考察 2.2.1共培養(yǎng)液#條件下的脫色率考察 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：三種菌種在共培養(yǎng)液1條件下的脫色速度與程度存在一定差異。由圖1可知菌種C脫色速度最快且脫色效果最好，而菌種A、B的脫色速度不僅較菌種C慢，且最終脫色效果也不及菌種C。    

12、    菌種A對(duì)活性艷紅的脫色率隨時(shí)間呈現(xiàn)較為復(fù)雜的變化現(xiàn)象：24 h內(nèi)脫色率不到30，但36 h其脫色率已達(dá)65左右，3684 h期間脫色率呈現(xiàn)降低趨勢(shì)，然后又逐漸升高，120 h的最終脫色率為 83.9。 菌種B在共培養(yǎng)液1#條件下對(duì)活性艷紅的脫色率在24 h內(nèi)為40左右，2484 h內(nèi)脫色率隨時(shí)間逐漸增加，最終脫色率為73.7左右。菌種C在24 h內(nèi)對(duì)活性艷紅的脫色率達(dá)到66，在60 h以后脫色率維持在9295。 如圖2所示是活性艷紅脫色過(guò)程中共培養(yǎng)液1#的pH值變化情況。     由圖2可知：菌種a和菌種B

13、在對(duì)活性艷紅脫色過(guò)程中其共培養(yǎng)液1#中的H值變化很小，菌種B在初始階段（48 h內(nèi)）pH值略呈下降趨勢(shì)，然后趨于穩(wěn)定。說(shuō)明共培養(yǎng)液1#的緩沖性能較好。 2.2.2共培養(yǎng)液2#條件下脫色率的考察在共培養(yǎng)液2#條件下白腐真菌對(duì)活性艷紅的脫色率變化過(guò)程明顯不同于共培養(yǎng)液1#（如圖3所示）。三種菌種在初始階段（36 h內(nèi)）對(duì)染料的脫色率均迅速上升；48108 h期間，脫色率略呈下降；120 h后脫色率又迅速升高。 菌種A的最終脫色率最高（84），其次為菌種B（80），再次為菌種C（78.5）。 白腐真菌對(duì)染料脫色過(guò)程中共培養(yǎng)液2#的pH值變化情況（如圖4所示）與共培養(yǎng)液1也有顯著不同：共培養(yǎng)液的pH值

14、由初始階段（12 h內(nèi)）略有降低；在24h-48h內(nèi)基本穩(wěn)定；120 h后迅速上升；最終達(dá)到接近于中性（菌種A為6.8、菌種B為7.0、菌種C為6.3）。 2.2.3共培養(yǎng)液3#條件下脫色率的考察由圖5可知：A在共培養(yǎng)液中對(duì)染料的脫色率高于菌種B、C192h時(shí)的最終脫色率分別為 81、68和55）。     由圖6可知：共培養(yǎng)液3#條件下，三種菌種對(duì)染料脫色過(guò)程中引起的共培養(yǎng)液H值變化規(guī)律與共培養(yǎng)液2#條件下十分相似，所不同的是菌種B的共培養(yǎng)液在120 h后pH呈現(xiàn)下降趨勢(shì)（pH值從120 h的6.2降低到192 h的5.5）。  &

15、#160;     2.2.4空白實(shí)驗(yàn)中共培養(yǎng)液吸光度的變化 由圖7可得，在空白實(shí)驗(yàn)中共培養(yǎng)液的吸光度幾乎沒(méi)有變化。     2.3對(duì)實(shí)際染料廢水的脫色率考察 某染料化工廠是生產(chǎn)偶氮系列染料重單位，其主產(chǎn)品有活性艷紅X-3 B、活性嫩黃K-6 G、陽(yáng)離子紅GTL、陽(yáng)離子嫩黃7GL等。日排放綜合染料廢水8001000 t，原廢水pH68、色度為23002600倍（平均2420倍）、CODCr為54606 100 mg/L（平均5735 mg/L）。本研究采用白腐直菌煤渣生物膜反應(yīng)器(#共培養(yǎng)液、菌種C）對(duì)其

16、進(jìn)行脫色和降解實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如圖8、圖9所示。        從圖8、圖9可知，72h后白腐真菌煤渣生物膜反應(yīng)器對(duì)實(shí)際該染料廢水CODCr的明顯的去除效果：72h為63、96為79、120 h為87、144h為92；而在處理的開(kāi)始階段即可有效去除色度：24h為65、48h為78、72h為89、96h為92、120h為95、144h為98。經(jīng)過(guò)144h處理后出水的色度降低到48倍，達(dá)到了國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)，但出水CODCr仍然超標(biāo)（498mg/L）。Fu-ming Zhang等人在白腐真菌對(duì)染料進(jìn)行預(yù)處理（脫色降解）后，采用傳

17、統(tǒng)的活性污泥法對(duì)預(yù)處理出水進(jìn)行深度凈化，籍此可以使得最終出水CODCr含量達(dá)標(biāo)。本研究目前正在采用此組合工藝流程處理該偶氮染料廢水，考察其出水達(dá)標(biāo)的可行性。     3討論    白腐真菌煤渣生物膜反應(yīng)器對(duì)活性艷紅染料具有良好的脫色效果，最高脫色率達(dá)到95以上。 共培養(yǎng)液類(lèi)型對(duì)染料的脫色效果有明顯影響，在三種共培養(yǎng)液中以共培養(yǎng)液1#條件下獲得脫色率最高。在三種菌種中，共培養(yǎng)液類(lèi)型對(duì)菌種C的影響最為顯著。 共培養(yǎng)液類(lèi)型對(duì)染料脫色的影響與共培養(yǎng)液營(yíng)養(yǎng)成分有關(guān)，也與緩沖劑的緩沖性能有關(guān)。從研究結(jié)果可知：共培養(yǎng)液1#中緩沖

18、劑（20mmol丁二酸鈉）的緩沖性能最好，脫色過(guò)程中共培養(yǎng)液的pH值變化很小。共培養(yǎng)液2#和3#條件下，pH值從弱酸性變化到中性。共培養(yǎng)液3#條件下菌種C的共培養(yǎng)液pH值變化規(guī)律與其它二菌種有所不同，可能的原因是該菌種對(duì)染料的脫色降解以及對(duì)營(yíng)養(yǎng)物的利用過(guò)程較為獨(dú)特有關(guān)。 白腐真菌煤渣生物膜反應(yīng)器對(duì)實(shí)際的偶氮染料廢水也具有良好的凈化效果，其中脫色作用主在初始階段完成，而到72h后COD得以有效去除。    參考文獻(xiàn)： 1李家珍.染料、染色工業(yè)廢水處理M北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1997. 2趙繼鼎.中國(guó)真菌志M北京：科學(xué)出版社，1998 3宋文華，等.染料降解菌的脫色特性、降解酶系及基因定位研究進(jìn)展J環(huán)境科學(xué)進(jìn)展，1999，7（1）：2530. 4李慧蓉，等.黃孢原毛平革菌對(duì)直接深藍(lán)L-3RB的脫色降解J染料工業(yè)，2000，37（1）：2124. 5J Swamy J a Ramsay The evaluation of white rot fungi in the decol oration textile dyesJEnzyme MicrobTechnol1999，24：130137