【正文】 由此可得用濃硫酸對(duì)碳纖維布進(jìn)行表面酸改性，是增加碳纖維布的菌絲吸附量的最優(yōu)選擇。這一結(jié)果表明，由 白腐真菌 脫色后的 染料廢水 的藥害大幅下降。 東北電力大學(xué)本科畢業(yè)論文 30 第 5 章 染料廢水對(duì)植物的藥害性的研究 上述研究表明白腐真菌脫色染料廢水的能力很強(qiáng) ，但 經(jīng)其處理的廢水對(duì)自然環(huán)境中的植物是 否已無藥害性，仍需實(shí)踐性實(shí)驗(yàn)去證明。配制 1L 混合染料廢水置于反應(yīng)器中，然后加入包埋后的碳纖維網(wǎng)膜。 用濃硫酸對(duì)碳纖維布進(jìn)行表面酸改性，是增加碳纖維布的菌絲吸附量的最優(yōu)選擇。 處理效果如圖 32： 東北電力大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 26 304050607080901d 2d 3d 4d方法A方法B 方法C 圖 32 不同方法下 白腐真菌 處理次甲基藍(lán) 單一染料廢水 ，色度去除 率（％）隨時(shí)間（ d）的變化趨勢(shì)圖 。按上述改性方法進(jìn)行改性。 對(duì)每天 取出 的 樣品，以 8000 r 離心 20 分鐘，取上清液用分光光度法測(cè)定脫色率。 染料廢水藥害性的測(cè)定方法 對(duì) 含有 甲基橙、剛果紅、次甲基藍(lán)和孔雀石綠的 模擬 混合染料 廢水真菌處理前后的藥害的 測(cè)定 如下 ： 根據(jù)文獻(xiàn)中記載的方法檢測(cè)小麥和水稻種子對(duì)原來的染料和它們的降解產(chǎn)物的相對(duì)敏感度 [22]，以此作為水樣藥害性強(qiáng)弱的參考。 菌種的鑒定結(jié)果 在進(jìn)行酶的鑒定過程中，含有苯胺藍(lán)終濃度為 1 g/L 的 PDA 平板在第二天開始褪色，五天褪色完全，說明該菌有很強(qiáng)的氧化能力；一天后 PDA 平板上滴定區(qū)變淺紅色，隨著時(shí)間的增加，變淺紅色的范圍逐漸增大，具體變化 情況見表 23，說明平板上有漆酶存在； 由于漆酶是白腐真菌的特征酶，而且該菌還有氧化能力，證明了氧化物酶的存在，綜合上述性質(zhì)，可斷定該菌為白腐真菌。 （ 2） 稱取 30 mg 甲基橙、 20 mg 剛果紅、 20 mg 次甲基藍(lán)和 2 mg 孔雀石綠混合后，溶于 1 L 的 白腐真菌液體限制性培養(yǎng)基中 ，即得到 混合染料廢水，經(jīng)光譜掃描，其最大吸收波長(zhǎng)為 505 nm。 12 H2O g/L； KH2PO4 g/L； MgSO4 7H2O g/L； MnSO4 mg/L；無水 FeSO4 g/L； NaCl mg/L； NH4NO3 2 g/L； CaCl2 g/L；葡萄糖 15 g/L； VB1 mg/L； 。 本實(shí)驗(yàn)的研究?jī)?nèi)容 （ 1） 用特定的培養(yǎng)基從腐爛的木頭中篩選白腐真菌，并對(duì)所篩選的白腐真菌菌種進(jìn)行鑒定。并且，固定化載體和微生物有良好 的相容性，其具有 無毒、不溶于水、制備簡(jiǎn)便等特點(diǎn) [20]，因此可作為新型的固定化載體對(duì)細(xì)胞進(jìn)行簡(jiǎn)單、快速、有效的吸附固定?？偠灾?，白腐真菌集多種優(yōu)越性于一身，其降解功能表現(xiàn)出高效、低耗、廣譜、適用性強(qiáng)等特點(diǎn)，它們有別于一般微生物，在環(huán)境治理方面不失為有希望有前途的技術(shù)與工具。如氰化物是呼吸氧化酶的強(qiáng)抑制劑，一般代謝酶存在于細(xì)胞內(nèi)，細(xì)菌必須首先吸入氰化物，這又嚴(yán)重抑制細(xì)菌生長(zhǎng)。白腐真菌產(chǎn)生象白腐真菌的降解酶的誘導(dǎo)與降解底物的有無及多少無關(guān)，它是靠營(yíng)養(yǎng)限制 (主要是喲來啟動(dòng)降解過程的。上述酶共同組成白腐真菌降解系統(tǒng)主體。 白腐真菌對(duì)各種環(huán)境污染物的降解原理，是生物學(xué)機(jī)制及一般的化學(xué)過程兩者的有機(jī)結(jié)合。 (2)培養(yǎng) pH 值 :所有的白腐真菌適宜的培養(yǎng) pH 值為 .45～ 之間。盧平等 [17] 在傳統(tǒng)處 理工藝的基礎(chǔ)上 , 采用水解酸化 接觸氧化法處理印染廢水 , 試驗(yàn)表明該工藝流程簡(jiǎn)單 ,處理效果好 , 出水水質(zhì)穩(wěn)定。許多白腐真菌對(duì)染料有廣譜的脫色和降解能力 , 可能是由于其在次生代謝階段產(chǎn)生的木質(zhì)素過氧化酶和錳過氧化酶所致。實(shí)踐表明 , 傳統(tǒng)的生物學(xué)廢水處理廠并不能對(duì)紡織、印染廢水中的有機(jī)染料起到有效的降解作用。張凱松等 [ 10] 研究表明 , 采用他們研制的無機(jī) 有機(jī)復(fù)合混凝劑處理染料廢水 , 效果比 PAC 更為顯著。最近 , 混凝絮凝機(jī)理和行為的研究熱點(diǎn)集中在無機(jī) 高分子絮凝劑 ( IPF) [ 9] 。 在陰離子十二烷基苯硫酸鹽表面活性劑存在下 , 戊基乙醇作為萃取溶劑 , 陽離子亞甲基藍(lán)也得到有效分離。采用頁巖油灰處理活性染料廢水 , 效果良好。然而 , 這一過程中盡管 COD 也隨之下降 ， 但 BOD 卻有所增加 ， 這種技術(shù)因此只能作為廢水生物處理的一個(gè)預(yù)處理手段。與其他技術(shù)相比，白腐真菌對(duì)合成染料的脫色效率更高，更具成本效益，更環(huán)境友好。雖然合成染料的多樣性結(jié)構(gòu)在工業(yè)應(yīng)用中有很大的價(jià)值，但合成染料的廣泛利用也導(dǎo)致了嚴(yán)重的環(huán)境問題 [1,2]。結(jié)果顯示：先后經(jīng) H2SO FeCl、KMnO HNO3 改性后的碳纖維固定化白腐真菌對(duì)單一染料廢水的處理效果明顯高于改性之前，更遠(yuǎn)勝游離菌對(duì)廢水的處理，而改性后的碳纖維經(jīng)聚乙烯醇 海藻酸鈉包埋白腐真菌后處理含次甲基藍(lán)的單一染料廢水的效果更是 達(dá)到了 83％。 為了開發(fā)更高效，更具成本效益的處理方法，本實(shí)驗(yàn)室對(duì)白腐真菌脫色和解毒 含多種染料的廢水 的能力進(jìn)行了研究 ，嘗試使用碳纖維固定白腐真菌，擬確定最佳工藝條 件。 Immobilization。白腐 真菌 菌最獨(dú)特的功能是它的功能強(qiáng)大的廣泛降解木質(zhì)素的能力。Solpan 等 [3]采用 β 射線輻射法對(duì)活性染料進(jìn)行脫色和降解研究 ， 結(jié)果表明 ,對(duì)活性藍(lán) 5和活性 黑 5的脫色和降解效果都很 好 ,且隨輻射劑量的增加而增加 ； 當(dāng)其濃度較低時(shí) ( 50mg/L) ， 兩種染料污水的脫色程度 ( 光密度減少 %) 達(dá)到 100%，COD 也下降了 76% ~80% 。粉煤灰由于來源廣泛 , 價(jià)格低廉 , 因而在印染廢水處理方面 有較大的潛力。采用可逆膠囊液 液萃取方法 , 通過把有機(jī)染料 ( 有機(jī)相 ) 與水相分離而使廢水得到處理。羅凡等 [ 8] 研究了在紫外滅菌燈照射下 , 添加還原鐵粉的活性 X3B 紅染料水溶液的脫色作用 , 并對(duì)具有光化學(xué)活性的鐵有機(jī)配體化合物進(jìn)行了研究 , 初步探討了脫色反應(yīng)的機(jī)理 , 認(rèn)為染料脫色主要基于具有磁性鐵粉的吸附作用。研究混凝 ? 絮凝及相關(guān)過程的實(shí)驗(yàn)方法已經(jīng)比較成熟 , 有電位法、FTCS 模型、流式檢測(cè)計(jì)、 Zeta 電位法、絮凝檢測(cè)計(jì)和燒杯沉降法等。濕式催化氧化是濕式氧化的發(fā)展 ， 該方法對(duì)含染料廢水具有明顯的處理效果 ， 但不同環(huán)境條件對(duì)染料脫色有影響 [1113]。選育和培養(yǎng)高效降解染料的工程菌 , 一直是微生物處理染料廢水達(dá)到脫色目標(biāo)的重要發(fā)展方向。采用生物吸附劑處理結(jié)晶紫羅蘭、亞甲基藍(lán)、孔 雀綠、若丹明 B等染料廢水 , 其原理就是化學(xué)與生物學(xué)方法的結(jié)合。多核的分生抱子常為異核，存在同宗配合和異宗配合兩類交配系統(tǒng)，多數(shù)孔菌、傘菌都屬于此類型。 (6)攪拌或者振動(dòng) :一般認(rèn)為白腐真菌在懸浮狀態(tài)下培養(yǎng)時(shí)，若劇烈地振動(dòng)將嚴(yán)重地抑制木質(zhì)素過氧化酶等的產(chǎn)生 。它們?cè)诜肿友鯀⑴c下氧化相應(yīng)底物而形成 H2O2— 激活過氧化物酶，啟動(dòng)酶 的催化循環(huán)。 生物法降解染料廢水的優(yōu)點(diǎn) 從以上對(duì)白腐真菌降解機(jī)制的描述，不難看出作為污染物降解的白腐 真菌技術(shù)，有著其它生物補(bǔ)救系統(tǒng)，特別是細(xì)菌系統(tǒng)所不具備的優(yōu)點(diǎn)。催化啟動(dòng)初始氧化反應(yīng)的東北電力大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 10 酶對(duì)底物無真正意義上的 Km 值，這就有利于氧化產(chǎn)物的形成，意味著白腐真菌能將污染物降至接近于零的水平。 OH)，而不構(gòu)成對(duì)細(xì)胞的毒害。 (6)適用于固、液兩種體系 白腐真菌能在固體、液體培養(yǎng)基中生長(zhǎng)，這樣固液兩種系統(tǒng)中均可采用白腐真菌技術(shù)。因此 , 碳纖維極有可能成為具有良好生物相容性、可快速固著細(xì)胞、使用性能優(yōu)異的新型生物膜載體。 碳纖維負(fù)載微生物技術(shù)是利用物理或化學(xué)手段將微生物細(xì)胞限定在一定的空間區(qū)域，并使其保持活性反復(fù)利用方法。 （ 5）研究經(jīng)白腐真菌處理后混合染料廢水對(duì)植物的藥害性。 12 H2O g/L； KH2PO4 g/L； MgSO4 英文名稱： Congo red 分子 式： C32H22N6Na2O6S2 相對(duì)分子量： 最大吸收波長(zhǎng)λ max： 506 nm 類別：偶氮類染料 分子結(jié)構(gòu)： 孔雀石綠 孔雀石綠為綠色結(jié)晶，極易溶于水，呈藍(lán)綠色，易溶于甲醇、乙醇。若有木質(zhì)素過氧化物酶存在，那么苯胺藍(lán)平板會(huì)在 48 h 后開始褪色，其后顏色會(huì)逐漸消失至完全褪去。將碳纖維放入140 ℃烘箱烘 1h后取出，置于干燥器內(nèi)待用。白腐真菌經(jīng)不同方法固定化后，生物活性明顯提高 ，對(duì)染料廢水的處理效果顯著增強(qiáng)。以 1:9 的比例將白腐真菌菌液接入染料廢水中，然后在每個(gè)反應(yīng)器中加入 2g 碳纖維 在恒溫振蕩器中以 150 r/min， 30℃下培養(yǎng)。由此可得用濃硫酸對(duì)碳纖維布進(jìn)行表面酸改性，是增加碳纖維布的菌絲吸附量的最優(yōu)選擇。 本章小結(jié) 本實(shí)驗(yàn)室經(jīng)篩選得到的白腐真菌對(duì)次甲基藍(lán)單一染料廢水的脫色效果良好。配制 1L 混合染料廢水置于反應(yīng)器中，然后加入包埋后的碳纖維網(wǎng)膜。從以上結(jié)果可以得出：白腐真菌對(duì)混合染料廢水的色度去除率較好，但是對(duì) CODcr 的去除率很低，而好氧反硝化菌對(duì)染料廢水的 CODcr 均有較好的去除 效果。 7 天后 再次測(cè)量經(jīng)不同水樣處理過的水稻的根和芽的長(zhǎng)度。對(duì)染料廢水對(duì)植物的藥害進(jìn)行了實(shí)踐性實(shí)驗(yàn)。通過白腐真菌的降解，可減少對(duì)植物的藥害性。 比較改性前后固定化的白腐真菌對(duì)單種染料廢水色度的去除效果；采用聚乙烯 醇 海藻酸鈉包埋法固定化白腐真菌處理次甲基藍(lán)染料廢水。 每天對(duì)室溫培育下的小麥和水稻種子（各兩組，各 10 粒）分別澆 10 毫升樣品原染料和每天的脫色產(chǎn)品，用 白腐真菌限制性液體培 養(yǎng)基 做空白對(duì)照，進(jìn)行藥害研究。白腐真菌在第四天就達(dá)到最大去 除率，為 89%，隨后的去除率趨于平穩(wěn)，去除率維持在 85%以上。 圖 41 反應(yīng)器示意圖 1：進(jìn)水； 2：蠕動(dòng)泵； 3：反應(yīng)器； 4：水浴鍋； 5：閥門； 6：出水； 7 轉(zhuǎn)子流量計(jì)； 8：曝氣泵。另一方面，聚乙烯醇本身也具有吸附色素的功能。同上方法測(cè)定每天處理產(chǎn)品的脫色率。 碳纖維負(fù)載白腐真菌 處理次甲基藍(lán)單一染料廢水 稱 取 20g 碳纖維，用剪刀剪成 1*1cm 的小塊。 7 天后 再次測(cè)量經(jīng)不同水樣處理過的水稻的根和芽的長(zhǎng)度。 (2)碳纖維表面化學(xué)改性 將預(yù)處理后的碳纖維布用剪刀剪成 1*1cm的正方形小塊，取 12只燒杯分成三組，分別稱取 2g碳纖維布放入分別含有 H2SO HNO KMnO FeCl3（各 30ml）的燒杯中，組 1浸泡 1h，組 2浸泡 2h，組 3浸泡 3h。白腐真菌是通過檢測(cè)它的這些特征酶是否存在而得到鑒定的。 英文名稱： Methylene blue trihydrate 分子式： C16H18ClN3S3 富集培養(yǎng)基：葡萄糖 5 g/L；酵母膏 g/L；乙酸鈉 g/L； CaC03 1 g/L；用乙酸調(diào) pH 至 ；滅菌后加入 2 g/L；乙醇和 Nystatin(制霉菌素 )50 mg/L。并研究比較了各種方法負(fù)載白腐真菌對(duì)單種染料廢水色度的去除效果。譬如在菌種的選擇、保存，適宜工藝條件的確定等諸多方面，相關(guān)的研究多處 于摸索階段，迄今尚未見有此項(xiàng)技術(shù)大規(guī)模應(yīng)用于工程實(shí)踐的報(bào)道。迄今為止碳纖維大都作為吸附材料 用于廢水處 理 , 作為生物膜載體的研究鮮有報(bào)道。而同樣降解這類混合物需要多種細(xì)菌合作，如美 國(guó)科學(xué)家 [19]發(fā)現(xiàn)在哈得孫河的淤泥中，厭氧細(xì)菌有效地將多氯聯(lián)苯脫鹵為一氯聯(lián)苯，然后需氧細(xì)菌再將其降為 COZ。 (4)細(xì)胞外降解特征 白腐真菌降解系統(tǒng)的關(guān)鍵組分存在于細(xì)胞外，這使系統(tǒng)可以產(chǎn)生非常強(qiáng)的有效氧化性物種 (如 VA而細(xì)菌對(duì)所降解的異生物質(zhì)從本質(zhì)上是排斥的，低親和的 (高 Km 值 )，這決定了其降解過程的不徹底性或不充分性。這種細(xì)胞外降解系統(tǒng)為巨大的，不可水解的、異質(zhì)的、結(jié)構(gòu)復(fù)雜乃至有毒的污染物提供了一個(gè)更易被處置的調(diào)節(jié)環(huán)境。產(chǎn)生酶的這種營(yíng)養(yǎng)限制稱為木質(zhì)素降解條件 (Ligniolytic condition)。 (4)分子氧含量 :白腐真菌的脫色及降解活性依賴于高含氧環(huán)境。 1980年，白腐 真菌首次應(yīng)用在造紙廢水和印染廢水的處理中，此后，近二十多年來的研究表明將白腐真菌應(yīng)用在染料廢水處理中具有廣闊的發(fā)展前景 [19]。固定化微生物技術(shù)于 20 世紀(jì) 80 年代初成為國(guó)內(nèi)外研究對(duì)象并用于有機(jī)工業(yè)廢水的處理 [ 15,16] 。染料廢水的微生物處理與脫色研究已有相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間 ， 并一直被作為力求發(fā)展為實(shí)用的水處理技術(shù)之一。其中 , 高溫深度氧化法包括濕式空氣氧化、超臨界氧化和焚燒技術(shù)等 ， 與普通物化法處理相比 ,其優(yōu)勢(shì)在于可以最終去除污水中高濃度的有機(jī)污染物。 IPF 與傳統(tǒng)的混凝劑相比 , 能形成更多的有效絮凝的形態(tài) Al3。目前可供工業(yè)使用的磁化技術(shù)有磁性團(tuán)聚法、鐵鹽共沉法、鐵粉法和鐵氧體法。萃取技術(shù)也是含染料廢水有效處理的方法之一。因此 , 改進(jìn)該方法的關(guān)鍵是低成本吸附劑的研制 , 這方面近年來已取得了較大進(jìn)展。至今所報(bào)道的較為有效的物化處理法 ,主要有輻射法、吸附 萃取法、磁分離法、混東北電力大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 2 凝沉降法和氧化法等。 近年來，白腐真菌和他們的非特異性胞外木質(zhì)素降解酶已被證明具有很強(qiáng)的降解多種不同結(jié)構(gòu)的合成染料的能力 [3]。結(jié)果顯示：經(jīng)白腐真菌處理后