造纸过程白水系统的封闭不仅可以节约用水,减少纤维和化学品的流失,降低生产成本,而且对于减少污染、节约能源等方面也具有十分重要的意义。但随着白水封闭循环程度的提高,白水中有害物质也会逐渐积累。在这些有害物质中,对抄纸和造纸湿部化学影响最大、最难处理的是白水中的溶解物和胶体物质(DCS)。目前随着生物科学的发展,酶制剂已经越来越广泛地应用于制浆造纸工业,在实践生产中能有效改善湿部环境,并逐渐成为研究的焦点领域,然而制作工艺复杂及成本偏高等缺点制约了其在造纸领域的应用。全细胞催化是利用完整的生物有机体(即全细胞、组织甚至个体)作为催化剂进行化学转化,其本质是利用细胞内的酶进行催化,全细胞中的酶系稳定性好,适应性强,并且可以有效再生辅酶因子。该方法为造纸过程中白水的处理提供了一条高效,绿色的途径。本论文采用定向培养的分别产生脂肪酶和果胶酶的两类真菌米曲霉和黑曲霉,作为全细胞处理造纸白水中的胶粘物及DCS,并详细考察了固定化后的米曲霉和黑曲霉对造纸白水的处理效果。采用紫外可见光分光光度仪、智慧电位滴定仪、颗粒电荷测定仪(PCD)、马尔文粒度仪及浊度计等多种测试手段表征了模拟造纸白水中三油酸甘油酯(TG)、阳离子需求等的变化情况,并采用两种全细胞催化剂处理来源于某工厂造纸白水性能作了较为详细的研究。研究发现,利用全细胞米曲霉3.5来催化分解造成造纸过程中树脂障碍的主要污染物TG时,在培养米曲霉的过程中,细胞培养液中不同种类的诱导剂会对各类全细胞催化剂的生物产量和脂肪酶活性等产生很大的影响。在其他培养条件不变的前提下,利用诱导剂吐温80培养的米曲霉3.5显示了较高的脂肪酶反应活性。米曲霉3.5处理含TG的白水模型物的最优的反应pH值、反应温度、底物浓度、摇床转速分别是7.5、45℃、50%和200rpm。通过米曲霉对某白水树脂沉积物的处理后,原白水的平均粒径从534nm下降到356nm。在工业中,黑曲霉是生产果胶酶的主要菌种,而来源于碱性过氧化物漂白机械浆果胶或多聚半乳糖醛酸(PGA)被认为是造成湿部电荷波动的主要污染物。本论文利用模拟白水研究了黑曲霉全细胞催化剂处理白水中溶解及胶体物质(DCS)的作用效果。研究发现处理过程中的最佳反应温度、反应时间、黑曲霉的用量分别是40℃、40min和40g/L,在此反应条件下黑曲霉显示出最大的果胶酶酶活119.67U·g-1。此外,研究发现固定化的黑曲霉全细胞催化剂能有效地分解PGA,在最优反应条件下,PGA的阳离子需求量能够降低约85%,并且其回用性能良好,回用4次以后仍可使白水的阳离子需求下降50%。对于来源于某造纸厂的白水处理的研究结果显示:固定化黑曲霉能够使白水中阳离子需求下降约33%。本论文的研究结果表明,通过严格控制培养条件,制备具有良好催化性能的米曲霉和黑曲霉全细胞催化剂是完全可行的,且培养出的全细胞催化剂能够有效降低造纸白水中的有害物质,这对于未来造纸工业中降低化学品的用量,减少环境污染,走可持续发展的道路具有重要的实践意义。