处理染料废水的白腐真菌固定化生物球的研制

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染料属于耐光、耐热、抗物化处理、抵御生物降解的高稳定性化合物,在生产和使用过程中产生大量的染料废水,具有色度高、盐度高、BOD/COD比值低、难以生化降解的特点,一般生物法不能满足处理要求,且易产生有毒中间产物,急需开发生物处理中高效菌种的利用。   白腐真菌处理染料废水技术是近年来新兴的有效处理方法,但因其生长慢,胞外降解活性酶易流失,吸附污染物后难分离,限制了在实际处理系统中的应用。因此将真菌细胞固定化是提高降解脱色效率的关键。本论文选择4种载体采用包埋体系对高产漆酶脱色菌进行固定化生物球的研制,考察了生物球的脱色性能和影响因素,得出了最佳固定化载体和最优操作条件,并通过单因素和正交试验优化了生物球的高脱色率处理条件,为用于实际染料废水处理系统提供理论根据和一定的条件。   固定化生物球研制并对染料脱色试验的结果表明:(1)CA-戊二醛生物球制备简单,脱色能力有所提高。染料浓度为20~100mg/L时,酸性染料、分散染料的最大脱色率分别为89.9%、74.5%;脱色时间为2d、62h。球体机械强度和连续使用性差。(2)SA-CA-PAC生物球制备较为复杂,球体机械强度、结合强度增大,脱色性能优良。酸性染料、分散染料的最大脱色率分别为98.09%、90.07%;脱色时间为18h、30h。重复使用性较差。(3)PVA-CA生物球制备相对简易,球体机械强度、结合强度高,可以重复使用。酸性染料、分散染料的最大脱色率分别为91.5%、83.10%;脱色时间为32h、2d。传质性能与脱色效果稍低于SA-CA-PAC生物球。(4)PVA复合生物球机械强度和结合度最高,生物活性优良,传质性能和通透性好,吸附降解速度快,可以连续重复使用。酸性染料、分散染料的最大脱色率分别为98.90%、91.47%;脱色时间为20h、34h。通过对比试验可看出采用包埋技术固定贝壳状革耳菌,相同条件下,对染料的脱色速度和脱色率均高于游离性革耳菌,而PVA复合包埋体系是固定化贝壳状革耳菌的最佳载体。   由PVA复合生物球单因素和正交脱色试验结果表明,高脱色率处理条件为:生物球投加量15g/L,转速150r/min,酸性染料浓度低于200mg/L,分散染料浓度低于150mg/L,pH范围为3~5。与游离性贝壳状革耳菌相比,处理浓度范围和pH耐受范围有很大的提高。各因素影响脱色效果的显著性顺序为:转速>染料浓度>pH>生物球投加量。最优化脱色处理条件为:转速120r/min,染料浓度50mg/L,pH4,生物球投加量10g/L。   固定化PVA复合生物球反复脱色能力强,反复脱色3次之后脱色率仍在89%以上,为工业微生物经济实用的操作过程奠定了基础。
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