活性黑5脫色菌的固定化及其處理染料廢水的應(yīng)用研究.pdf

1、論文以實(shí)驗(yàn)室前期篩選的活性黑5高效脫色菌-Enterobactorsp.S8為研究對(duì)象，分別采用海藻酸鈉、聚乙烯醇、絲瓜瓤三種固定化載體對(duì)其進(jìn)行固定化研究，得出各自最優(yōu)的固定化條件。在此基礎(chǔ)上比較了三種固定化細(xì)胞對(duì)模擬染料廢水的處理效果，并比較其在處理活性黑5廢水時(shí)微觀形態(tài)的變化情況，得出絲瓜瓤為最優(yōu)的固定化載體。最后將絲瓜瓤固定化Enterobactot sp.S8投加到厭氧序批式反應(yīng)器中(即AnSBR系統(tǒng))，研究了強(qiáng)化投菌對(duì)系統(tǒng)去除

2、活性黑5的影響，并比較了強(qiáng)化系統(tǒng)中投加的高效菌和原有菌在不同運(yùn)行階段對(duì)活性黑5的降解作用。
　　 首先利用海藻酸鈉將Enterobactor sp.S8包埋制成固定化細(xì)胞，并對(duì)活性黑5進(jìn)行脫色研究。對(duì)該菌種的最優(yōu)固定化條件和在此條件下的脫色性能進(jìn)行研究，研究了該固定化菌體的重復(fù)利用和動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明，制備固定化顆粒的最優(yōu)條件為海藻酸鈉濃度3％，CaCl2濃度3％，包埋劑量與菌體量之比1:1，鈣化時(shí)間16 h，且適宜的活性炭添

3、加能使脫色率增加。脫色最適宜的pH值、溫度分別為7.0和30℃。固定化菌體可多次重復(fù)利用，經(jīng)7次重復(fù)利用后，脫色率仍達(dá)75.96％。該固定化菌體對(duì)不同初始濃度活性黑5的脫色符合二級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方程。
　　 其次利用聚乙烯醇對(duì)Enterobactot sp.S8進(jìn)行包埋制成固定化細(xì)胞，并對(duì)活性黑5進(jìn)行脫色研究?？疾炝薊nterobactor sp.S8的固定化操作條件和固定化細(xì)胞使用條件，研究了該固定化菌體的重復(fù)利用實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明，

4、制備固定化顆粒的最優(yōu)條件為PVA濃度10％，添加劑SA濃度1％，液菌比為20，交聯(lián)劑為4℃的含1％CaCl2的飽和硼酸，交聯(lián)時(shí)間為24 h。最優(yōu)脫色條件為反應(yīng)溫度30℃，反應(yīng)體系pH值為7，反應(yīng)時(shí)間為30 h。固定化菌體可重復(fù)使用3次，脫色率都在70％以上。
　　 然后利用植物載體絲瓜瓤對(duì)Enterobactor sp.S8進(jìn)行固定，并對(duì)活性黑5進(jìn)行脫色研究。探討了固定化菌體的菌齡、菌量、pH值、溫度對(duì)染料脫色的影響。研究了該固

5、定化菌體的重復(fù)利用和動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明，最佳脫色條件為：菌齡3 d、接菌量2％、溫度30℃、pH6.0。該固定化菌體對(duì)不同初始濃度活性黑5的脫色符合二級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方程。經(jīng)9次重復(fù)利用后的該固定化菌體，其脫色率仍達(dá)76.8％。在優(yōu)化實(shí)驗(yàn)條件下，根據(jù)降解3 d前后的紫外-可見光譜圖分析可知，活性黑5并非完全被降解為CO2和H2O，而是生成一些小分子有機(jī)中間體。
　　 在此基礎(chǔ)上，分別用海藻酸鈉，聚乙烯醇(PVA)和絲瓜瓤作為載體固

6、定Enterobactor sp.S8，比較其在處理活性黑5廢水時(shí)微觀形態(tài)的變化情況。通過掃描電子顯微鏡(SEM)對(duì)固定化Enterobactor sp.S8的微觀形態(tài)進(jìn)行觀察，發(fā)現(xiàn)海藻酸鈉在處理含活性黑5廢水時(shí)容易溶解，用PVA作為載體時(shí)，由于細(xì)胞被包埋在PVA內(nèi)部，和底物的接觸時(shí)擴(kuò)散阻力較大，因而廢水中COD的去除效率較低。而用絲瓜瓤固定化細(xì)胞，不僅簡(jiǎn)便易行，而且對(duì)廢水COD的去除效果也較好。
　　 最后將絲瓜瓤固定化Ent

7、erobactor sp.S8投加到厭氧序批式反應(yīng)器中(即AnSBR系統(tǒng))，研究了強(qiáng)化投菌對(duì)系統(tǒng)去除活性黑5的影響，并比較了強(qiáng)化系統(tǒng)中投加的高效菌和原有菌在不同運(yùn)行階段對(duì)活性黑5的降解作用。結(jié)果表明，投加高效菌種能夠縮短AnSBR系統(tǒng)處理活性黑5的啟動(dòng)時(shí)間，增強(qiáng)其耐負(fù)荷沖擊的能力，不加固定化菌的對(duì)照系統(tǒng)可耐受67 mg·L-1活性黑5負(fù)荷沖擊，而以0.5％，1％，1.5％和2％投加固定化菌的強(qiáng)化AnSBR系統(tǒng)則可分別耐受180，280，