（环境工程专业论文）组合式白腐真菌工艺系统处理染料废水试验研究.pdf

d e g r e ep a p e ro fm a s t e rc a n d i d a t e i n2 0 1 0 u n i v e r s i t yc o d e ：1 0 2 6 9 e n r o l l m e n n tn u m b e r ：y s 5 1 0 7 0 8 0 2 0 5 8 e a s tc h i n an o r m a l u n i v e r s i t y s t u d yo nc o m b i n e dw h i t e - - r o t - - f u n g i - b a s e dp r o c e s s f o r d y ew a s t e w a t e rt r e a t m e n t d e p a r t m e n t ： e n v i r o n m e n t a ls c i e n c e 1 h 1 一 o 1 n r r 0 2 r a m ： e n v l r o n m e n t a le n 9 1 n e e n n g 1 - _ _ _ _ _ _ _ _ - - _ _ _ - _ _ _ _ _ - _ _ - _ _ _ - _ _ _ - _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ - _ _ _ _ _ - _ _ _ _ _ - ii 。o _ - _ 一 r e s e a r c ha r e a ：w a s t e w a t e rt r e a t m e n tt e c h n o l o g y s u p e r v i s o r p r o f m i n s h e n gh u a n g r o t c a n d i d a t e ： g h 曼塾gg h 曼塾 a p r i l ，2 0 1 0 华东师范大学学位论文原创性声明 郑重声明：本人呈交的学位论文组合式白腐真菌工艺系统处理染料废水试 验研究，是在华东师范大学攻读硒孟博士( 请勾选) 学位期间，在导师的指导 下进行的研究工作及取得的研究成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不 包含其他个人已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人 和集体，均已在文中作了明确说明并表示谢意。 作者签名： 日期：彬年夕月勿日 华东师范大学学位论文著作权使用声明 组合式白腐真菌工艺系统处理染料废水试验研究系本人在华东师范大学 攻读学位期间在导师指导下完成的硕士博士( 请勾选) 学位论文，本论文的研 究成果归华东师范大学所有。本人同意华东师范大学根据相关规定保留和使用此 学位论文，并向主管部门和相关机构如国家图书馆、中信所和“知网”送交学位 论文的印刷版和电子版；允许学位论文进入华东师范大学图书馆及数据库被查 阅、借阅；同意学校将学位论文加入全国博士、硕士学位论文共建单位数据库进 行检索，将学位论文的标题和摘要汇编出版，采用影印、缩印或者其它方式合理 复制学位论文。 本学位论文属于( 请勾选) () 1 经华东师范大学相关部门审查核定的“内部”或“涉密 学位论文 事，于 ( 年月日解密，解密后适用上述授权。 2 不保密，适用上述授权。 导师签名 毒“涉密”学位论文应是已经华东师范大学学位评定委员会办公室或保密委员会审定过 的学位论文( 需附获批的华东师范大学研究生申请学位论文“涉密”审批表方为有 效) ，未经上述部门审定的学位论文均为公开学位论文。此声明栏不填写的，默认为公 开学位论文，均适用上述授权) 。 硕士学位论文答辩委员会成员名单 姓名职称单位备注 够涵豸毅乏比纫己芗形鳓磊纸乞绋 之匆群苏经够纺够歹彩琢 移囝冬 苏织励争级班雠锯坭 华东师范火学硕上论文组合式白腐真菌t 艺系统处理染料废水试验研究 摘要 白腐真菌依靠其特殊的降解功能对染料废水的高效处理已被广泛报道，从摇 瓶试验到反应器研究均表现出良好的处理效果，但大多数仅局限在模拟染料废水 的处理或者是单一反应器的研究上。本论文以上海染化八厂的染料生产废水为研 究对象，设计并构建由白腐真菌组合填料、白腐真菌甘蔗渣、活性污泥三个功 能单元组合而成的多级生物接触氧化工艺系统；分析与探讨系统在对染料废水处 理过程中水质、酶活以及生物毒性的动态变化及其规律，研究主要运行条件对系 统的影响并对其进行效能评价，进而深入解析组合式白腐真菌工艺系统处理染料 废水的过程机制，旨在为系统优化调控与白腐真菌微生物技术的工程实际应用化 提供科学依据。 常温下，通过对三个主要系统运行参数水力停留时间( h r t ) 、染料废水液 体培养基配比以及染料废水初始浓度的优化与效能评价，结果表明：在水力停留 时间为2 4h ，染料废水培养基配比为4 ：1 ，并且不改变染料废水初始浓度的情况 下，系统对染料废水的色度、c o d c ，、b o d 5 、n h 4 + n 以及水质生物毒性的处理 效果最佳；各水质理化指标平均去除率分别为9 9 5 6 ( 色度) 、8 6 8 6 ( c o d c r ) 、 8 8 8 9 ( b o d 5 ) 、4 4 9 8 ( n h 4 + - n ) ，出水平均e c 5 0 为2 9 3 0 ，水质生物毒性 平均削弱倍数为2 4 3 9 。两个白腐真菌反应器中木质素降解酶的活性最高，平均 l i p 活性为2 2 6 1 肌( 白腐真菌组合填料反应器) 、1 6 7 5u 几( 白腐真菌甘蔗 渣反应器) ，平均m n p 活性为5 1 0 2u l ( 白腐真菌组合填料反应器) 、2 8 7 8u l ( 白腐真菌甘蔗渣反应器) ；同时，白腐真菌组合填料反应器的酶活变化与反 应器对色度、c o d c ，、b o d 5 及生物毒性的处理效果存在显著相关性。 低温下，应用常温研究中得到的系统运行最佳条件( 水力停留时间2 4h 、染 料废水培养基配比4 ：1 、不改变染料废水初始浓度) ，观察与分析系统处理染料 废水过程中水质、酶活以及生物毒性的动态变化，并与常温下系统的处理效果进 行比较，结果表明：系统对染料废水的色度、c o d c r 、b o d 5 以及生物毒性的处 理效果较常温下差，酶活相对低；平均脱色率8 1 8 8 ，c o d c r 、b o d 5 平均去除 率分别为5 6 0 5 、6 0 7 1 ，出水平均e c 5 0 为3 6 7 ，水质生物毒性平均削弱倍 数为2 9 8 ，并且n h 4 + - n 去除效果很差。两个白腐真菌反应器中l i p 与m n p 活 性变化范围分别为8 0 0 - 3 0 0 0u l 、6 0 0 - 3 0 0 0u l 。故充分说明温度的高低直接 影响着系统对染料废水处理能力的强弱。 华东师范大学硕士论文组合式白腐真菌工艺系统处理染料废水试验研究 组合式白腐真菌工艺技术的理论探索与应用研究，拓宽与深化了白腐真菌处 理染料废水的研究领域，克服了传统反应器不能对染料生产废水实现全面与理想 处理的不足，对于白腐真菌工艺的技术成熟化、实际应用化以及市场工业化具有 十分重要的意义。 关键词：白腐真菌；染料废水；甘蔗渣；活性污泥；酶活；生物毒性；染料废水 培养基配比；染料废水初始浓度； 华东师范大学顾士论文 组合式白腐真菌t 艺系统处理染料废水试验研究 a b s t r a c t e f f i c i e n tt r e a t m e n to fd y ew a s t e w a t e rw i t hw h i t e - r o t - f u n g i b a s e ds y s t m e sh a s b e e nr e p o r t e dw i d e l yf r o ms h a k ef l a s ke x p e r i m e n tt or e a c t o rr e s e a r c h h o w e v e r , m o s t s t u d i e sa r el i m i t e dt ot r e a t m e n to fs i m u l a t e dd y ew a s t e w a t e ro rr e s e a r c ho fs i n g l e r e a c t o r t h i sp a p e ri n v e s t i g a t e dt h ep e r f o r m a n c eo fc o m b i n e db i o l o g i c a lc o n t a c t o x i d a t i o np r o c e s st h a tc o n s i s t e do fw h i t er o tf u n g i - c o m b i n e dp a c k i n gu n i t ，w h i t er o t f u n g i - b a g a s s eu n i ta n da c t i v a t e ds l u d g eu n i t f o rt h et r e a t m e n to ft h ea c t u a ld y e w a s t e w a t e rf r o mt h ee i g h t hd y ec h e m i c a lf a c t o r yi ns h a n g h a ib ym o n i t o r i n gd y n a m i c v a r i a t i o no fw a t e rq u a l i t y , e n z y m ea c t i v i t ya n db i o t o x i c i t yi n p r o c e s s o fd y e w a s t e w a t e rt r e a t m e n t a d d i t i o n a l l y , t h eo p e r a t i o n a lm e c h a n i s m so ft h ec o m b i n e d p r o c e s sf o rt r e a t i n gd y ew a s t e w a t e rw e r ed i s c u s s e d t h i sr e s e a r c ha i m e d t op r o v i d e s c i e n t i f i cb a s i sf o rt h eo p t i m i z e dm a n i p u l a t i o na n dt h ea c t u a le n g i n e e r i n ga p p l i c a t i o n o ft h ew h i t e - r o t - - f u n g ip r o c e s sp e r f o r m a n c ef o rt h et r e a t m e n to fw a s t e w a t e r t h r e em a j o ro p e r a t i o n a lp a r a m e t e r s ，i e ，h y d r a u l i cr e t e n t i o nt i m e ，p r o p o r t i o no f d y ew a s t e w a t e ra n dc u l t u r em e d i u ma n di n i t i a lc o n c e n t r a t i o n o fd y ew a s t e w a t e rw e r e o p t i m i z e da ta m b i e n tt e m p e r a t u r e t h er e s u l t ss h o w e dt h a tt r e a t m e n tp e r f o r m a n c e so f c o l o r i t y , c o d o ，b o d 5 ，n h a + - na n db i o t o x i c i t yw e r et h eb e s tu n d e rt h ec o n d i t i o n s o fh y d r a u l i cr e m a i n i n gt i m eo f2 4h ，p r o p o r t i o no fd y ew a s t e w a t e ro f4 ：1a n di n i t i a l c o n c e n t r a t i o no fd y ew a s t e w a t e r a v e r a g er e m o v a lr a t e so fe v e r yw a t e r - q u a l i t y i n d e x e sw e r e9 9 5 6 ( c o l o r i t y ) ，8 6 8 6 ( c o d c r ) ，8 8 8 9 ( b o d 5 ) ，4 4 9 8 ( n h 4 + - n ) r e s p e c t i v e l y t h ea v e r a g ee c s oa n dr e d u c t i o nt i m e so fe f f l u e n tw e r e2 9 3 0 a n d 2 4 3 9r e s p e c t i v e l y l i g n i nd e g r a d a t i v ee n z y m ea c t i v i t i e so ft w ow h i t er o tf u n g i r e a c t o rw e r et h eh i g h e s t t h ea v e r a g ea c t i v i t i e so fl i pw e r e2 2 6 1u l ( w h i t er o t f u n g i - c o m b i n e dp a c k i n gr e a c t o r ) a n d 1 6 7 5 u l ( w h i t e r o t f u n g i b a g a s s e r e a c t o r ) ，r e s p e c t i v e l y t h ea v e r a g ea c t i v i t i e s o fm n pw e r e51 0 2u l ( w h i t er o t f u n g i - c o m b i n e dp a c k i n gr e a c t o r ) a n d2 8 7 8u l ( w h i t er o tf u n g i - b a g a s s er e a c t o r ) a c t i v i t i e sv a r i a t i o na n dt r e a t m e n te f f e c t so fc o l o r i t y , c o d e r , b o d 5 ，n h 4 + - na n d b i o t o x i c i t yw e r es i g n i f i c a n t l yc o r r e l a t e di nw h i t er o tf u n g i c o m b i n e dp a c k i n gr e a c t o r a tl o wt e m p e r a t u r e ，d y n a m i cv a r i a t i o no fw a t e rq u a l i t y , e n z y m ea c t i v i t ya n d b i o t o x i c i t yi np r o c e s so fd y ew a s t e w a t e rt r e a t m e n tw e r em o n i t o r i n ga n da n a l y z e d u n d e rt h ea b o v e - m e n t i o n e db e s to p e r a t i o n a lc o n d i t i o n sa tn o r m a lt e m p e r a t u r e m 华东师范人学硕士论文组合式白腐真菌工艺系统处理染料废水试验研究 c o m p a r e dw i t h t h et r e a t m e n tp e r f o r m a n c ea tn o r m a lt e m p e r a t u r e ，t h er e m o v a l e f f i c i e n c i e so fc o l o r i t y , c o d c r b o d 5 ，n h 4 + - na n db i o t o x i c i t ya tl o wt e m p e r a t u r e w e r ew o r s e t h ee n z y m ea c t i v i t i e sw e r el o w e r t h ea v e r a g er e m o v a le f f i c i e n c i e so f c o l o r i t y , c o d o ，b o d 5w e r e8 1 8 8 ，5 6 0 5 a n d6 0 7 1 ，r e s p e c t i v e l y t h ea v e r a g e e c 5 0a n dr e d u c t i o nt i m e so fe f f l u e n tw e r e3 6 7 a n d2 9 8 ，r e s p e c t i v e l y t h en h 4 + - n r e m o v a lw a sa l s ov e r yp o o r a c t i v i t i e sv a r i a t i o nr a n g eo fl i pa n dm n pw e r e 8 0 0 - 3 0 o o u la n d6 0 0 - 3 0 0 0u l , r e s p e c t i v e l y t l l l e r e f o r e ，i tw a sc o n s i d e r e dt h a t t h et r e a t i n gc a p a b i l i t yo fd y ew a s t e w a t e rw a si n f l u e n c en o t a b l yb yt e m p e r a t u r e t h e o r e t i c a le x p l o r a t i o na n da p p l i e dr e s e a r c ho ft h ec o m b i n e dt e c h n o l o g yo f w h i t er o tf u n g iw i d e nt h er e s e a r c hf i e l do fd y ew a s t e w a t e rt r e a t m e n tw i t hw h i t er o t f u n g i ，a n dm a k eu pt h ed i s a d v a n t a g e so ft h e t r a d i t i o n a lr e a c t o rf o rt r e a t i n gd y e w a s t e w a t e r t h i sw o r kw a so fi m p o r t a n ts i g n i f i c a n c et ot e c h n i c a lm a t u r a t i o n ，p r a c t i c a l a p p l i c a t i o na n dm a r k e t a b l ei n d u s t r i a l i z a t i o no fw h i t e - r o t - f u n g i - b a s e dp r o c e s s k e yw o r d s ：w h i t er o tf u n g i ，d y ew a s t e w a t e r , b a g a s s e ，a c t i v a t e ds l u d g e ，e n z y m e a c t i v i t y , b i o t o x i c i t y , p r o p o r t i o no fd y ew a s t e w a t e r , i n i t i a lc o n c e n t r a t i o no fd y e w a s t e w a t e r i v 华东师范大学硕七论文组合式白腐真菌工艺系统处理染料废水试验研究 目录 摘要i a b s t r a ( 了r 。l l i 第一章绪论1 1 1 研究背景1 1 2 研究内容和研究目的2 1 2 1 研究内容2 1 2 2 研究目的3 1 3 国内外研究现状分析3 1 3 1 白腐真菌对染料的降解性能研究3 1 3 2 白腐真菌降解染料的酶学研究4 1 3 3 固定化白腐真i 笥降解染料研究5 1 3 4 自腐真菌降解染料的生物反应器研究6 1 3 5 多级白腐真菌工艺降解染料废水研究7 1 3 6 白腐真菌降解染料过程中的毒性研究7 1 3 7 甘蔗渣及其在污染控制领域中利用的研究7 1 4 技术路线9 第二章组合式白腐真菌处理染料废水工艺系统的构建与试运行。1 0 2 1 材料与方法1 0 2 1 1 染料废水。1 0 2 1 2 菌种及其培养1 0 2 1 3 载1 本1 1 2 1 4 实验装置。1 2 2 1 5 ：试剂1 3 2 1 6 主要仪器与设备。1 3 2 2 试运行方法1 3 2 2 1 反应器与载体的预处理。1 3 2 2 2 反应器的曝气挂膜。1 3 2 2 3 试运行。1 4 2 2 4 测定与分析方法1 4 2 2 5 结果与分析1 5 2 3 本章小结。1 6 第三章常温下组合式白腐真菌工艺系统处理实际染料废水的试验研究1 7 3 1 材料与方法。1 7 3 1 1 实验材料与装置。1 7 3 1 2 实验水质1 7 3 1 3 实验方法1 7 3 1 4 测定与分析方法1 8 3 2 结果与分析1 9 3 2 1 系统水力停留时间( h r t ) 的确定1 9 3 2 2 染料废水液体培养基配比对系统处理染料废水过程的影响2 0 3 2 3 染料废水初始浓度对系统处理染料废水过程的影响3 9 3 3 本章小结4 8 第四章低温下组合式白腐真菌工艺系统处理实际染料废水的试验研究5 0 v 华东师范大学硕十论文组合式 j 腐真菌t 艺系统处理染料废水试验研究 4 1 材料与方法5 0 4 1 1 实验装置：。5 0 4 1 2 实验水质5 1 4 1 3 实验方法5 1 4 2 结果与分析5 2 4 2 1p h 、t 、d o 的变化5 2 4 2 2 色度的变化5 3 4 2 3c o d c ，的变化5 4 4 2 4b o d 5 的变化5 5 4 2 5n h 4 + - n 的变化5 6 4 2 6l i p 与m n p 活性的变化5 7 4 2 7 水质生物毒性的变化5 8 4 2 8 低温与常温下各工况系统主要水质指标处理效果的比较检验分析6 0 4 3 本章小结6 0 第五章结论与展望。6 2 5 1l ；论6 2 5 2 论文创新6 2 5 3 研究展望6 3 硕士期间学术成果“ 参考文献6 5 致谢7 0 v i 华东师范大学硕上论文组合式白腐真菌t 艺系统处理染料废水试验研究 第一章绪论 1 1 研究背景 目前，我国乃至全世界染料的产量和种类同渐增多，人工合成染料结构复杂、 稳定性能与生物毒性强、难生物降解且具有三致性能，经生产和使用后的染料随 废水排入环境，对生态环境和人类健康构成了严重威胁。因此，如何更有效、更 经济且更彻底的处理染料废水已经成为了国内外环境界的研究热点与亟待解决 的环境问题。 对于染料废水的处理主要有物理化学法与生物处理法，物理化学法包括吸附 技术、混凝沉淀技术、化学氧化技术、离子交换技术、超滤膜技术、光催化技术、 高压脉冲电解技术等1 1 j 。物化法虽然比较有效，但费用高且污泥产量大，因此生 物处理法凭借其独特的优势，克服以上物化法的不足成为了国内外染料废水处理 的主要方法，其包括好氧处理、厌氧处理。但传统生物处理技术也存在一定的缺 陷，比如厌氧技术处理活性染料时会产生如苯胺类的有毒致癌物质1 2 l ，而好氧技 术对偶氮染料达不到脱色效果，另外几乎所有的传统生物技术无法对非偶氮染料 进行脱色等【引。 1 9 8 3 年，t i e n 等1 4 】在( ( s c i e n c e ) ) 上报道白腐真菌能分泌胞外酶促使木质素的 降解，随后环境界的研究者对白腐真菌这一生物资源展开大量研究，包括其生物 学特性、降解规律与机理、降解酶系、分子生物学以及工程应用等等。白腐真菌 ( w h i t er o tf u n g i ，w r f ) 作为一类具有广谱降解功能的丝状担子菌，它们利用独 特的代谢机制对环境中的难降解有机污染物( 染料、合成农药、多环芳烃以及多 氯联苯等等) 具有高效降解能力。 白腐真菌对包括染料在内的难降解有机污染物的降解分细胞内和细胞外两 个过程。在细胞内，主要是白腐真菌降解酶系统的合成，主要包括h 2 0 2 产生酶 系( 葡萄糖酶、乙二醛氧化酶等) 和木质素降解酶系( 木质素过氧化物酶l i p 、 锰过氧化物酶m n p 、漆酶l a c 等) 。h 2 0 2 产生酶系将分子0 2 还原为h 2 0 2 ；h 2 0 2 再激活过氧化物酶l i p 和m n p ，连同l a c 启动酶的催化循环。在细胞外，被分泌出 的木质素降解酶系作为催化剂参与反应，将化学物质r h ( 如多环芳烃、染料等 难降解有机物污染物) 氧化成自由基r ，继而以链式反应形式产生许多不同的自 由基高效氧化剂，从而实现对各种难降解有机污染物的降解。 1 9 8 0 年，e a t o n 等【5 】将白腐真菌应用到造纸废水与印染废水的处理中，开创 华东师范人学硕士论文 组合式白腐真菌工艺系统处理染料废水试验研究 了白腐真菌对染料降解的先河；而后大量的科研人员对白腐真菌降解染料的机 制、酶学性质、载体选择、反应器类型以及分子生物学等展开研究，其中包括对 单种染料废水，混合染料废水以及实际染料废水的处理研究，而最受关注的是白 腐真菌p h a n e r o c h a e t ec h r y s o s p o r i u m 即黄孢原毛平革菌。随着染料废水的结构稳 定化与成分复杂化，单一的白腐真菌处理系统虽能实现比较好的脱色降解功能， 但难以达到对包括脱色率、c o d 、p h 以及n h 4 + - n 等多种指标在内的全面理想 处理效果，并且无法促进白腐真菌应用的工程化，所以寻找一种高效价廉的组合 式白腐真菌技术已成为当务之急。 1 2 研究内容和研究目的 1 2 1 研究内容 本论文以国家8 6 3 课题污水的高效微生物处理技术( 2 0 0 6 丸如6 e 3 3 1 ) 为 依据，开展如下研究： ( 1 ) 组合式白腐真菌工艺处理染料废水系统的设计、构建与试运行：白腐真菌 采用本课题组实验室保存的黄孢原毛平革菌( 白腐真菌p h a n e r o c h a e t e c h r y s o s p o r i u m ) ，反应器呈圆柱状、有效容积为5 5l ，微生物载体采用弹性填料 与甘蔗渣，构建由白腐真菌弹性填料膜反应器、白腐真菌甘蔗渣填料反应器和活 性污泥接触氧化反应器三段组合的染料废水处理工艺，染料废水取自于于上海染 化八厂集水井； ( 2 ) 常温下，组合式白腐真菌工艺处理染料废水过程中水质、酶活以及生物毒 性的动态变化研究：通过对三个主要运行参数( 包括染料废水初始浓度、培养基 染料废水配比和水力停留时间h r t ) 的优化调控，对系统处理染料废水过程中 的水质理化指标、关键酶( 木质素过氧化物酶l i p 与锰过氧化物酶m n p ) 活性 以及生物毒性定期监测，同时进行相应的效果分析与评价，得出常温下最佳的系 统运行条件。水质理化指标包括c o d o 、b o d 5 、n 吖n 、p h 、d o 、温度以及 色度等，水质生物毒性指标是发光细菌急性毒性强度( 折合成苯酚浓度) 。监测 频次为每5 天一次，研究时间跨度预计为1 年。 ( 3 ) 低温下，组合式白腐真菌工艺处理染料废水过程中水质、酶活以及生物毒 性动态变化研究：系统主要工艺参数仍采用染料废水初始浓度、培养基染料废 水配比和水力停留时间h r t ，参考常温状况下系统运行条件的优化结果，研究 低温状况下系统的最优化工艺参数，并对系统在低温下处理染料废水的有效性与 稳定性进行分析与评价。监测指标同样包括水质理化指标、关键酶活性以及生物 2 华东师范大学硕上论文 组合式白腐真菌工艺系统处理染料废水试验研究 毒性。监测频次为每5 天一次，研究时间跨度预计为2 - 3 个月。 1 2 2 研究目的 本论文研究以上海染化八厂的实际染料废水为研究对象，构建和应用由白腐 真菌一甘蔗渣一活性污泥共同组合而成的多级生物接触氧化工艺系统，其中植物 废料一甘蔗渣作为白腐真菌辅助碳源与生长载体，分析其在对染料废水处理过程 中水质、酶活及生物毒性的动态变化规律，研究运行条件对工艺系统水质、酶活 及生物毒性的影响，旨在解析组合式白腐真菌工艺系统处理染料废水的过程机制 并为系统优化调控提供科学依据。 1 3 国内外研究现状分析 1 3 1 白腐真菌对染料的降解性能研究 从1 8 5 6 年至今，染料的品种剧增已多达上万种，各国最常生产使用的约2 0 0 0 种；按化学结构分，主要包括偶氮染料、葸醌染料、酞菁染料、靛类染料、三苯 甲烷染料、硫化染料和杂环染料等【6 1 。目前，世界染料年产量约为8 x 1 0 5 - 一9 x 1 0 5t ， 我国年产量已达到1 5 x 1 0 5t ，位居世界前y u t n ；其中约有1 0 - - 1 5 的染料随废 水排入环境【8 1 ，严重危害环境、生态与人类健康。白腐真菌对染料具有吸附、脱 色和降解等功能，并且几乎所有的染料均能与其在共培养中发生程度不同的脱色 降解反应。 1 3 1 1 白腐真菌对单种染料的降解研究 偶氮染料是最大的染料类别，结构多样，具有的颜色变化最多。1 9 9 0 年， c r i p p s 等【9 】首次报道白腐真菌p h a n e r o c h a e t ec h r y s o s p o r i u m 能降解偶氮染料一 橙i i 、金莲橙0 和刚果红，并且具有非常高的脱色效果。接着，p a s z c z y n s k i 1 0 ，1 1 l 、 t a t a r k o 【1 2 】、c h a g a s l l 3 】、h a r a z o n o l l 4 1 等大量的科研工作者利用白腐真菌分别对不 同的偶氮染料展开了一系列研究，均得到比较理想的结果。 此外，白腐真菌对于非偶氮类染料也具有广谱与高效的降解性能。1 9 9 3 年， o l l i k k a 等【1 5 j 利用白腐真菌p h a n e r o c h a e t ec h r y s o s p o r i u m 的l i p 粗酶液，以共培养 的方式对三苯甲烷染料甲基绿、溴酚蓝，聚合染料p o l yr 4 7 8 、p o l ys 1 1 9 、p o l y t 1 2 8 以及杂环染料亚甲基蓝、甲苯胺蓝0 进行脱色研究。结果发现三苯甲烷染 料中甲基绿脱色率大于7 5 ，溴酚蓝脱色率为9 3 ；另外，两种杂环染料的脱 色率超过7 5 ；而聚合染料的脱色率较低，分别为5 4 、4 6 和4 8 。1 9 9 5 年， k n a p p 等【1 6 】利用白腐真菌p h a n e r o c h a e t ec h r y s o s p o r i u m 、p l e u r o t u s o s t r e a t u s 、 c o r i o l u sv e r s i c o l o r5 5 6 等，对葸醌染料中性红和酸性绿2 7 进行脱色试验取得了 3 华东师范大学硕十论文组合式白腐真菌t 艺系统处理染料废水试验研究 比较好的效果。p o d g o m i k t 川、c o n n e e l y 1 8 l 等分别利用白腐真菌对酞青染料和靛 类染料进行了脱色性能研究。李慧蓉等【l9 j 用白腐真菌p h a n e r o c h a e t e c h r y s o s p o r i u m 三品系在琼脂、沙子和土壤等固体介质中建立染料的降解反应体 系，发现均能有效地降解葸醌染料和聚合染料。 1 3 1 2 白腐真菌对染料废水的降解研究 染料废水多具有高色度、高c o d 、高盐度以及低b c 比“三高一低”的特点， 属于难生化的有机工业废水。2 0 0 3 年，s e l v a m 等 2 0 1 利用白腐真菌t h e l e p h o r as p 处理系统分别在间歇流和连续流两种运行方式下对某染料工业废水进行脱色研 究，结果显示间歇流6 1 的最高脱色率优于连续流5 0 的最高脱色率。2 0 0 6 年， n i l s s o n 等【2 1 】在连续流的白腐真菌t r a m e t e sv e r s i c o l o r 膜反应器中对实际混合纺织 印染废水进行了脱色研究，在吸收峰5 8 4a m 处混合印染废水的降解率达到 6 0 - 7 0 。2 0 0 8 年，b l f i n q u e z 等【冽在1 0l 的曝气生物反应器中利用白腐真菌 t r a m e t e sv e r s i c o l o 厂对实际纺织印染废水进行连续式的脱色处理，系统在不灭菌 的情况下运行1 5d 后，结果显示脱色率在4 0 6 0 。此外，还包括k i r b y l 2 3 1 、 f a i s a l 2 4 1 、t r o v a s l e t 瞵】、黄民生【2 6 】等许多国内外的学者对白腐真菌处理染料废水 进行了研究，一定程度上促进了白腐真菌环境生物技术的发展。 1 3 2 白腐真菌降解染料的酶学研究 白腐真菌之所以能实现对包括染料在内的难降解有机污染物的高效降解，这 与其独特的酶系统密切相关。这套酶系统主要包括h 2 0 2 产生酶系( 葡萄糖酶、 乙二醛氧化酶等) 和木质素降解酶系( 木质素过氧化物酶l i p 、锰过氧化物酶 m n p 、漆酶l a c 等) 。1 9 8 3 年，t i e n 4 1 、g l e n n 2 7 1 等首次发表白腐真菌能利用其 自身特有的木质素降解酶系对木质素进行有效降解，这也使得众多的学者对白腐 真菌的这种降解酶学特征产生了浓厚兴趣并进行了大量的研究。1 9 9 3 年，o l l i k k a 等【1 5 l 对比研究了白腐真菌p h a n e r o c h a e t ec h r y s o s p o r i u m 的三种木质素氧化酶对多 种染料的降解能力，指出不同的木质素氧化酶降解染料的种类具有明显差异性。 1 9 9 4 年，g o s z c y n s k i 等【冽利用白腐真菌p h a n e r o c h a e t ec r y s o s p o r i u m 研究其氧化 酶对磺酸化偶氮染料降解的反应途径，结果发现被m l l p 和l i p 降解染料有1 2 种 中间产物。1 9 9 9 年r e y e s 等【2 9 】研究用活性琼脂糖固定的漆酶对工业染料的脱色 效果，结果发现经固定化的漆酶在系统运行1 0 个周期后活性仍然保持在最初的 8 5 左右，同时还发现添加羟基苯并三唑有利于提高固定化漆酶对染料的脱色 率。2 0 0 0 年s c h l i e p h a k e 等1 3 0 1 用经纯化的漆酶对双偶氮染料进行降解，发现纯化 4 华东师范大学硕i ：论文组合式 | 腐真菌t 艺系统处理染料废水试验研究 后的漆酶在6 0 能够稳定1h ，而且对染料的脱色率随着酶量的增加而增加。 2 0 0 3 年m o l d e s 纠3 1 l 在用尼龙海绵块填充的固定床管式生物反应器中使白腐真菌 p h a n e r o c h a e t ec h r y s o s p o r i u m 半固态发酵获得粗酶液，用其对p o l yr 4 7 8 和结晶 紫进行脱色试验，获得了较好的脱色效果；并采用连续投加锰过氧化物酶( m n p ) 和过氧化氢( h 2 0 2 ) ，发现染料的脱色能力能够长期保持。2 0 0 8 年，z h a o 等p 2 1 利用白腐真菌c e r r e n au n i c o l o r 的漆酶液对葸醌染料r b b r 、胭脂红b 和结晶紫 进行脱色，结果发现漆酶对r b b r 的脱色率在3 h 后达到9 5 7 ，进而显示了白 腐真菌c e r r e n au n i c o l o r 漆酶在染料废水处理中的潜在应用前景。 1 3 3 固定化白腐真菌降解染料研究 研究发现将白腐真菌固定化后，能够促进菌体生长和产酶，提前产酶期；缓 减曝气和搅拌对酶的损伤，促进生化反应效能：抑制杂菌滋生；提高白腐真菌的 抗逆性( 负荷与毒性的冲击) 1 3 3 】。实践证明将白腐真菌固定化后，其对染料的 降解效果明显提高；固定方法多以吸附载体法为主，另外还可进行包埋固定，固 定化材料主要包括泡沫、金属、植物废料以及海藻酸钙溶液等。2 0 0 0 年，k a p d a n 等【矧进行摇瓶试验，研究分别固定于金属网、海绵、石粒、木灰、聚亚安酯和 木屑上的白腐真菌c o r i o l