（环境工程专业论文）白腐真菌处理染料废水实验研究.pdf

摘要 染料工韭和印染工业向环境排放的含染料型废水其肖离色度、离优学稳定性 和较强的生物豫性，一般难以生物降解，采用传统的生物方法处理这类废水时效 果不理想。本次研究中主要以一耪在环境污染治理中很巍发壤翦景豹微生物一自 腐真菌( w h i t er o tf u n g i ) 来有针对性的处瑗染料废水，从而来探索这羊中新的生物 处理技术在染料废水处理中的效果。本次研究主要进行了如下一些探索： l 蓉先逶过箍麓实验来兹多考察鑫瘫卖藩瓣活毪染籽凌承豹篪燕效慕。实验孛 分别研究了菌种、培养液、初始p n 德、诱导物、碳源和氮源等条件对脱色 效果的影响情况。在此基再廖上得出白滕真菌进行脱氛的适宜条件。 2 ) 由于自腐囊鬣辩染辩废水约脱色俸用主蒺靠一系露荧键酶来完成，因此本研 究在参考国内外研究经骏的基础上，对白腐真菌的主要降解酶，如木质素过 氧铯物酶( l i p ) 、锰过氧纯携酶( m a p ) 昶漆酶( l a c c a s e ) 进行朔步豹擐索 研究，以便了解其在染料废水处理中所起的作尾。这些初步研究镳括三种酶 存在与否、不同供氧方式澍酶活性的影响、酶的耐热性、铜离予对漆酶活性 戆影豌班及熬筹錾液对染糕疲承静脱爨效果等。 3 ) 通过固定化拨术强制富熊高效菌种，可使其在处理系统内实现优势化。因此 本次研究将废水生化处理中典型的三军中杰物膜反应器( 曝气生物滤池、生物接 舷氧纯涟窝艇耪转盘与巍薅奏蓑技术疆结合，考察簸应器垄式、逡行方式、 工况条件等对染料废水处理效果的影响，并将光合绷菌及活性污混组合到自 瘸真菌处理染料废水系统中，从而使出水效果得到进一步的提高。 总之，在本次利用自腐真菌对染料废水进行脱色降解的实验研究中，取得了 一定的处理效果。为人们提供了一种生化降解染料废水的新方法和新思路。 关键谪：白腐真菌、染料、脱色、生化处瑗 a b s t r a e t d y e - c o n t a i n i n gw a s t e w a t e rr e l e a s e df r o md y ei n d u s t r ya n dd y ep r i n t i n gi n d u s t r y h a sh i g hc h r o m a t i c i t yc o l o r , h i g hc h e m i c a l s t a b i l i t ya n db i o t o x i c i t y b e c a u s ei t i s d i f f i c u l tt ob e b i o d e g r a d a t e d ，a t t e m p tt ot r e a ti tb yt r a d i t i o n a lb i o d e g r a d a t i o nm e t h o d s i su n s u c c e s s f u l i nt h i sp a p e r , ap r o m i s i n gm i c r o o r g a n i s m s - - w h i t er o tf u n g iw a s u s e dt ot r e a td y e - c o n t a i n i n g w a s t e w a t e r f o l l o w i n gp a r t s a r ei n v o l v e di nt h i sp a p e r ： 1 ) f i r s t l y , t h e d e c o l o r i z a t i o ne f f i c i e n c yo fw h i t er o tf u n g io naw a s t e w a t e rc o n t a i n i n g s e v e r a lk i n d so fa c t i v ed y e sw a ss t u d i e di ns h a k i n gf l a s k s 。t h ei n f l u e n c eo n d e c o l o r i z a t i o n ，w h i c hw a sc a u s e db ys t r a i ns p e c i e s ，k i n d so fc u l t u r ef l u i d ，i n i t i a l p hv a l u e ，i n i t i a t o r , c a r b o ns o a r c ea n dn i t r o g e ns o u r c e ，w a sd i s c u s s e di nd e t a i l ，a n d s u i t a b l ep a r a m e t e r so f d e e o l o f i z a t i o n p r o c e s s w e r ef o u n do nt h i sb a s e 2 ) d e c o l o r i z a t i o np r o c e s so fd y e - c o n t a i n i n gw a s t e w a t e ri sc o n t r o l l e d b ys o m e e n z y m e s s ot h r e em a i nk i n d so fd e g r a d i n ge n z y m e s ，l i p , m n pa n dl a c c a s e ，o f w h i t er o tf u n g ia n dt h e i re f f e c ti nd y e - c o n t a i n i n gw a s t e w a t e rt r e a t m e n tw e r e s t u d i e di nt h i sp a p e rt h e a v a i l a b i l i t ya n dh e a t - r e s i s t a n c eo f t h et h r e ee n z y m e s ，t h e i n f l u e n c eo fo x y g e ns u p p l y i n gm o d eo nt h e i ra c t i v i t y , t h ei n f l u e n c eo fc u 2 + o n a c t i v i t yo fl a c e a s e ，a n dt h ei n f l u e n c eo f e x t r a c e l l u a re n z ) x n e so nd e c o l o r i z a t i o n w e r ed i s c u s s e di nt h i sp a r t 3 ) d o m i n a n ts t r a i nc a nb ee n r i c h e d e n f o r e e d l yb y m e a n so fi m m o b l i l i z a t i o n t e c h n i q u e 。s ow h i t er o tf u n g it e c h n i q u ew a si n t e g r a t e dw i t h t h r e em a i nk i n d so f t r a d i t i o n a lb i o f i l mr e a c t o r , w h i c hi n e l u d e db i o l o g i c a la e r a t e df i l t e r , b i o l o g i c a l c o n t a c to x i d a t i o nr e a c t o ra n dr o t a t i n gb i o l o g i c a ld i s kr e a c t o r t h ei n f l u e n c eo f t h e t y p e s o fr e a c t o r s ，o p e r a t i n gm o d ea n dc o n d i t i o n s o nt r e a t m e n te f f e c to f d y e - c o n t a i n i n gw a s t e w a t e rw a ss t u d i e d 。p h o t o s y n t h e t i c b a c t e r i aa n da c t i v a t e d s l u d g et e c h n i q u e sw e r ea l s oi n t e g r a t e di n t ow h i t er o tf u n g it r e a t m e n ts y s t e mi n o r d e rt of u r t h e ri m p r o v eq u a l i 够o f t r e a t e dw a s t e w a t e r t os u m u p ，t h e t r e a t m e n te f f e c to f d y e - c o n t a i n i n gw a s t e w a t e rb yw h i t er o tf u n g ii n t h i sr e s e a r c hw a ss a t i s f y i n g ，a n dan e wb i o d e g r a d a t i o na p p r o a c ho fd y e c o n t a i n i n g w a s t e w a t e rw a s p r e s e n t e d k e y w o r d s ：w h i t er o tf u n 西，d y e s t u f f , d e c o l o r i z a t i o n ，b i o c h e m i c a l t r e a t m e n t 自腐真菌处理絷料废水实验研究 上海大学硕士学位论文 第一章前言 1 ，】染料废水及其处理方法 11 1 染料废水处理的紧迫憔 随着窜染工监懿遂速发簇，染料的品种嚣数量不断增加。露蘸毽赛染辫年产量已经 迅遮超过1 1 0 万吨，而我国年产量也已突破3 0 万吨，位于世界前列【】。这其中染料生 产过程中大约有1 0 3 0 的育税原料和约2 的染料醴殿染色过程中青1 0 2 0 的 染料会直接髓凌水获# 入环境眠。 染料被广泛应用在纺织、印染行业中，蕊中大部分是合成染料。这些人工合成染料， 臻稳复杂，纯学稳定性较褰，虽秘类繁多。终兔染料王韭撵教懿疲承，其中会毒大豢具 有生物毒性的难降解有机物，这些物质在环境中存留时间长，使处理这类废水成为世界 经躲难点。 1 1 2 染料鹰水的特点 我国染籽王鼗篡骞，l 、熬囊、多熬耪豹特点，大部分是闼数操搀，疫承翊瑟蛙撼敖， 水质水量变化范围大。染料生产流程长，产品收率低，废水组分复杂、浓度高( c o d 为 1 0 0 0 1 0 万m g l ) 、色度深( 5 0 0 傣- - - 5 0 露偌) 。废承中魏裔税组分大多强骛烃及杂繇讫 台物为母体，并带肖显色基团( 如- n = n 、- n = o ) 及极性基团( 如$ o s n a 、- o h 、- n h 2 ) 。 废水中还含有较多的原料和副产品，如卤纯物、硝罄物、苯胺、酚类等，戳及无率凡盐如 n a c i 、n a 2 s o s 、n a _ , s 等。出于染料生产i i i 静多，并朝着抗光解、抗氧化、抗生物氧化 方向发展，从而使染料废水处理难度加大。染料废水的处理难点：一是c o d 高，而 b 0 蛰怒0 d 馕鞍拳，可生他蛙差：二是色度毫，爨组分复杂p j 。 l1 3 染料废水的常用处理方法 处理絷料疫承魏方法可分为物理法、化学法、物化法秘生化法，如吸驸法、混凝沉 淀法、化学氧化泫、离子交换法、超滤膜法、光催化法、电化学法、活性污泥法和生物 媵法等。 第4 页筵7 0 爱 自腐真菌处理染料废水实验研究 上海大学硕士学位论文 1 混凝沉淀法 在染料废水中投加铝盐、铁盐、镁盐等混凝剂和助凝剂使其水解形成带高电荷的羟 基化合物，它们对水中憎水性染料分子如硫化染料、还原染料、分散染料的混凝效果较 好，而对酸性染料、活性染料，特别是对小分子量、单偶氮基、含数个磺酸基的水溶性 染料的混凝脱色效率较差。混凝过程中吸附架桥作用明显，该过程并不改变染料的分子 结构。近年来，国外采用高分子混凝剂者日益增加，且有取代无机混凝剂之势。该法的 优点是流程简单，操作管理方便，占地少、对疏水性性染料脱色效率高；缺点是运行费 用较高，泥渣量多且脱水困难p i ，所以应用范围有限，并存在污泥的二次污染问题。 2 电化学法 f 1 ) 电解法：采用石墨、钛板等作极板，以n a c i 、n a 2 s 0 4 或水中原有盐类作导电介质， 对染料废水通电电解。通过阳极生成的新生态氧或n a c i o 的氧化作用及阴极生成的 h 2 的还原作用破坏染料分子的结构而脱色降解【6 l 。 f 2 ) 电气浮法：以f e 、a l 等作阳极，由电极反应产生f e 2 + 及a 1 3 + ，其水解产物形成凝絮， 通过对染料分子的氧化还原及粘附作用而脱色，絮体由阴极产生的h 2 浮上口j 。 以上两种方法对含- - s 0 3 - 基团及n = n 双键的可溶性酸性染料、活性染料均有良好 的脱色作用，但该法消耗电能较大。 3 化学氧化法 化学氧化法是利用臭氧、氯及其含氧化合物等氧化剂将染料的发色基团氧化破坏而 进行脱色降解。近年来f e n t o n 法在染料废水的脱色降解处理中得到了较为深入的研究， 其作用机理是以f e 2 + 作催化剂，使h 2 0 2 分解产生氧化电位更高的羟基自由基o h ，再 进一步氧化降解有机物。该法除具有氧化作用外，还兼有混凝作用，因此脱色效率较高。 为了全面了解f e n t o n 试剂对各种染料的脱色能力，w g k u o 选用了覆盖9 0 常用染料 品种的代表性化合物进行模拟研究，结果表明，在酸性条件下( p h 一0 2 p 或f o ( 1 ) - 0 2 p ) 。l i pl 窝l i p i i 是l i p 魏活瞧孛阂体它魄 一般的过氧化物的还原电位更强，由j 匕扩大了它们降解和氧化的污染物的种类和范围。 同时氧化和降解过程中污染物并不需骚与酶结合，而仅仅是通溅简单的电子转移来完 成，强莛怼谗多筵梅上不淘熬往合携爨鸯广谱夔降瓣效果。 锰过氧化物酶( m n p ) 的催化机理 m n p 墩楚一类令囊绂褰疆基熬过戴 乏貔酶，凌m n ( 1 1 ) 移i - 1 2 0 2 存在露它艇够氧化 酚型化合物，m n ( i i ) 被氧化成m n ( ) ，m n ( l i d 反过来又氧化酚型纯台物矧，并 保护m n p 不受反应活性自由基的破坏 7 5 】。m n p 还w 以在m n ( i i ) 以及脂肪酸存在时 发生放苯强上夺取氢震予懿反应，帮滕膀过氧 乏途经滞i 。 l i p 和m n p 对芳香化含物的降解机锘0 l i p 或艇疆与 2 0 2 传零产生o h 鑫痤基，o h 叁壶萋攻爨磐香佬合黪，产生正碳 离子自由熬，接着发生一系列反应i t ，这些反应可导致c j c 镳断裂、芳香环开裂、苄 基醇化、去甲基化、羟基化、二聚化等；在这些反成过程中，0 2 逐可与自由蕊中间体反 应，警致鬣气醵捶入与簸豹逶纯，鬟被还纛成超襞离子，然纛逶避h a b e r - w i s s 途径反应 生成h ：0 2 与0 2 ，在这个过程中实现了酶的催化德环。通过单电子氧化途径和继发性 第1 5 夏共7 靠鞭 自腐真菌处理染料废水实验研究 上海大学硕士学位论文 两步电子转移过程，l i p 能直接氧化那些电离势7 7 5 e v 的多环芳烃化合物，包括卟啉、 苯并芘、萘、苯( a ) 萘等。在一定条件下，l i p 还可氧化那些电离势值在77 5 8 0 e v 间的 芳香化合物如甲酰基芳烃、苯唑、邻苯二烯、2 , 7 二氯二恶英、氯代苯酚、甲基苯、氯 化或硝化甲基苯等。一般l i p 的电离势比m n p 高一些，但两者比其它过氧化物酶如 辣根过氧化物酶和细胞色素过氧化物酶的电离势都要高。 ( 2 ) 漆酶( l a e c a s e ) 漆酶是种含铜的多酚氧化酶，能够催化降解多种酚类和芳香类等化合物，具有广 泛的底物作用范围。近年来，漆酶在环境污染物的治理方面起着越来越大的作用，如在 造纸废水、染料废水和印染废水等处理中都有其应用的可行性【鲫娟3 1 。其反应机理【8 4 】主 要表现在如下两方面。 底物自由基中间体的生成 当漆酶催化氧化酚类( 以氢醌为例) 底物时，首先是底物向漆酶转移一个电子，生成 半醌一氧自由中间体，用顺磁共振( e s r ) 监测反应，能观察到明显的自由基信号8 5 唱”， 其次是不均衡的非酶反应，二分子半醌生成一分子对苯醌和一分子氢醌。有0 2 存在时， 还原态漆酶被氧化，0 2 被还原成水。其过程可用下式所示。 h o 心o h + e 一c u 2 + 一h o 廿o + h + + 卜时=一=一 ：h 。 。一。o 。十h o 弋 o h b c f + 4 h + + 0 2 e u 2 + + 2 h 2 0 其中e c u 计、e c u + 分别表示漆酶的氧化态和还原态。氧自由基中间体还可以转变 成碳自由基中间体，它们可以自身结合或相互偶联，产物中除醌外还有聚合物、c - o 和 c c 偶联产物m 8 ”。 4 个铜离子的协同作用 根据磁学和光谱性质可将漆酶中的4 个铜离子分为三类：i 型c u ”和i i 型c u ”各一 个，是单电子受体，呈顺磁性，可以用顺磁共振( e s r ) 检测：i i i 型c u 4 + 两个，是双电子 受体，反磁性，用e s r 检测不出来。在晚的参与下，通过4 个铜离子的协同作用，传 递电子，同时发生价态变化，实现漆酶对底物的催化氧化8 5 q ”，其过程可用下式所示。 第1 6 页共7 0 页 白腐真菌处理染料废水实验研究 上海大学硕士学位论文 c 氧崎叩+ ：+ 静c 珊c u 等 c u 2 + c f + c u ；+ 静c u 。+ c a + c u i + 鼍潦 f 还原态) “2 “” c u 2 + c f + ( c u ：。) 3 + ：；i 争c f + c i d i + c i i u i ! + 氧化态 第1 7 页共7 0 页 自腐真菌处理染料废水实验研究上海大学硕士学位论文 第二章白腐真菌处理染料废水摇瓶实验 2 1 实验目的 通过摇瓶实验考察菌种、培养液种类、初始p h 值、诱导物、营养源等条件与染料 废水脱色降解之间的相互关系，从而为后续的生物膜处理装置实验研究做准备。 2 2 菌种 2 21 菌种来源 从上海森林公园水杉树的朽木上分离出来的毯状长毛形纯白真菌( w h 3 ，根据 b a v e n 血m n 反应、菌丝和孢子特征，初步定名为粉刺侧孢霉) ，另外从上海农业科学院 下属菌种厂共购买了三种白腐真菌，分别为云芝、韩芝和紫芝。 2 2 2 菌种照片 图2 - 1w h 3 显微摄影( 4 0 0 ) 图2 - 2 云芝显微摄影( 4 0 0 ) 图2 3 韩芝显微摄影( 4 0 0 ) 图2 - 4 紫芝显微摄影( 4 0 0 ) 第1 8 页共7 0 页 鑫藤舞蓦薤理肇辩疲瘩羹验骚究 上海大学褒士学辍论文 2 3 染料废水简介 零实验夔染料璇瘩褒蠡上海菜染瓣琵工厂，萁主要产照秀活性戆援k m - g 、潺毂趋 橙x 。g n 、活性众黄x g 和活性艳红k v 1 2 b 等，生产废水中除含宵这些活性染料外， 还含有一定量的染料中间体和赫类等物质( 主要染料分子结构如图2 - 5 所示) 。 c 黼2 - 5 染料分子结摘黧 一岛p 警一吣啪 活瞧稳撩x g n ( r e a c t i v eb r i l l i a n to r a n g ex - g n ) 活性众黄x g ( r e a c t i v eg l o d e n y e l l o w x - g ) 淫毪携整k m g ( r e a c t i v eb r i l l i a n to r a n g ek m - g ) c l _ c - - c ： 矾一厂h 0 2 c h z c h 2 0 s 0 3 n a 瓣性艳红k v i * 2 b ( r e a c t i v eb r i l l i a n tr e d x 莲2 b ) 该染料废水外观呈黑红甑，主要水质指标如表2 - 1 所示： 袭2 - 1染辩废水主要健艨 d hc o d ( m g l )b o d s ( m g l ) 色度( 倍)c i 一( m g 厂l ) 氨氮( m g l ) 68 7 ，53 5 0 0 - - 4 0 0 0 7 0 - - 1 0 02 3 0 0 0 2 7 0 0 0 8 0 0 0 - - 1 2 0 0 0 11 8 由袭2 - 1 可知：该染料废水凰肖c o d 高、识度高、盐度黼和b c 低的“三高一低”特点， 属予掇难生化的有机工业废水。 第1 9 页共7 0 页 父一 白腐真菌处理染料废水实验研究 上海大学硕士学位论文 2 4 仪器和设备 袭2 2 仪器秘设餐 仪器名称 ： 型母 ；生产厂零 酲转式燧滠淫逮摇瓶枢 iy p 舭f 上海索道特宅试设备厂 电热手掇高压蒸汽消毒器x x o s g 4 1 - 2 8 0 f 上海臌用核子仪器厂 电光分析天平 t g 3 2 8 b i上海天平仪器厂 c o n eu 、己v i s i b l es p e c t r o p h o t o m e t e r lc a r y lo o l美国v a r i a n 公司 架擞药物天平 jn t 一5 i上海天平仪器厂 2 5 实验方法 2 5 。1 菌神势葛、纯纯、保存和扩域的方法【辨1 参见附录三 2 5 2 色度的测定方法f 9 0 l 参觅辩漾一 2 ，5 3 摇瓶实验的靠法和步辚 1 。走姆缳枣在试 耋斜嚣中的菌种接静至培养皿中遴行扩增培养，待过若于天整个培养 皿内铺满白腐真菌后即可备用。 2 。囊2 5 0 r a l 锥形鞭中放入渡落壤葵液1 0 0 m l ，然嚣蹙其敞入裹瀑灭菌锅中灭菌，待其 冷却后，在无菌室中进行接种。接种究毕后，用四层无菌纱布将锥形瓶的瓶口溢住， 袋后将锥形藏羧入2 5 4 c 懿僵瀑援床中，并穗转速谖至1 2 0 转分镑。 3 。摇瓶在摇床中放置若干天( 放髓天数根据具体菌种而定) 后瓶中已经长出一定量的 白色菌缝球，就时将摇瓶取高，并向冀中加入一定量的染辫袋承。鸯宠后焉褥摇瓶 放回摇莰中进行脱色降解实验，在此过程中观察摇瓶中的现象，同时进行p h 、色度 等指标的测定。 纂2 0 爱共7 0 耍 厂厂厂回 一 盯灯盯眦 一 仪嚣嚣肫 一 拳疗仪m ；一释医验m 臻一 亭进实凳一一一一燃 海海海蚪 兹淼一 游 一 瓣黼镰p 黧罴j 心培潦度彀一 离化干酸瓣 靴一磁醮一 白腐真菌处理染料废水实验研究 上海大学硕士学位论文 2 6 染料废水脱色效果预研究 2 6 1 实验条件设定 1 菌种：w h 3 2 初始p h 值：40 3 染料废水投加量：1 0 4 培养液种类【2 0 】：查氏 云芝 55 2 0 共l 韩芝 7 0 4 0 共2 紫芝 6 0 共3 2 62w h 3 对染料废水脱色的预研究 按上述2 5 3 中的实验方法和2 6 1 中的实验条件进行脱色实验研究，使其脱色降解 4 天后分析最终处理效果。 i 培养期间w h 3 生长状况 通过观察后可知，w h 3 在四种培养液中长势都很旺盛，其形态为白色菌丝球，直径 大部分在1 4 m m ，大部分摇瓶上清液清澈，少部分摇瓶上清液略微浑浊。w h 3 在平板 扩增和摇瓶培养过程中没有出现染菌现象，一般培养3 天后即可投加染料废水。 2 染料废水脱色效果 染料废水加入4 天后，通过目视选出若干脱色效果最好的几瓶进行色度测定，其效 果如表2 3 所示。 表2 - 3w h 3 对染料废水的脱色效果( 部分摇瓶样品总结) ( 按脱色效果从好到坏排序) 培养液类型初始p h染料废水投加量( )脱色效果 查氏 7o1 0浅桔黄色，最终色度为2 0 0 倍 查氏 551 0 浅桔黄色，略差于上瓶，最终色度为2 5 0 倍 共2 551 0 共2 7ol o 盔氏 401 0 盘氏 7o2 0按照排列顺序从桔黄色到浅红褐色， 查氏 552 0只是颜色深浅不一。 i共1 551 0 共1 401 0 f 共3 7 0 1 0 第2 1 页共7 0 页 自腐真菌处理染料壤水实验研究 上海大学硕士学位论文 3 结果分析 ( 1 ) 培养液类黧对染瓣废永脱色袋票静影喻 通过圈视和色度测定可知：查氏 共2 共1 熊3 ( 鞫j 表象簿婷警董童鲢畿躺，即 采厢查氏培养液比其它几种培养液能够获褥更好的脱色效果。 ( 2 ) 染料废承魄镪对艇色效果魏影赡 很明照投加比例越筒，脱色效果越差，以查氏培养液为例，通过目视和色度测 定霹知：凌氏+ j 染鞭凌承耱色鬻显套瑟+ 2 9 染粒菠承f 羧色效果爨琴) 查琵 + 4 0 染料废水( 谢脱色效果，但不明恩) 查氏+ 6 0 染料废水( 基本看不出脱色效果) 。 ( 3 ) 初始p h 德对染料废水脱色敲巢的影响 通过实验可知，当秘始p h 值为7 0 和5 5 时熊获得较好的脱色效聚，其中以“焱 氏十初始p h ( 7 0 ) + 染料废水投加羹( 1 0 ) ”所虢得的脱色率竣高，色度由初始的 2 5 0 0 缓鼯副2 0 0 倍，黢垂率为9 2 o ，处理结袁瓣其p 娃菹最终变为4 1 8 。 2 63 云莲对染精废水脱色辩壤醑炎 按上述2 5 3 中舶实验方法和2 6 1 中约实验务 牛避行脱笆实验研究，使其脱色降解 4 天后分析最终处理效果。 l 。整莽袈懑云芝垒长竣嚣 通过实验观察可知，云芝生长速度比w h 3 要慢，培养5 天后才能投加染料废水。 云芝在西稀臻养液中生长褥遣琵较旺盛，英形态秀自魏短缄裁蓥丝球，耋缀大部分在2 4 r a m ，间时所有摇瓶的上游液都很清澈。云芝在平扳扩增过程中曾经出现少量的染菌现 象，傻在摇瓶培养期闻没商出现染菌现象。 2 染料废水脱色效果 粢瓣褒东秀入4 天嚣，逮过联提选懑蓑于黢龟效果最好豹或蠢代表t 姨鲍几瓶进季亍龟 度测定，其效果如袭2 4 所示。 表2 - 4 云芝对染料褒承靛袋穗效果( 部分摇瓶榉黠总缝) 培养液类型 初始p h 染料废水授加量挑)脱色效果 4 0l o 呈现浅鼗包，最终邑皮为2 2 0 继 奁氏5 5】o呈现浅黄媳( 表现摄突出) 。最终色度为1 2 0 倍 7o o 呈耀黄鬯，最终邑度为3 0 0 倍 4 01 0 基本无效粜( 近黑红色) 共155l o呈现浅红襁色。最终色度为8 8 0 倍 7 0】0 呈现深土黄色，鼹终色鹰为6 4 0 倍 i共2 401 0呈现土黄敷，最终色度为5 2 0 倍 55l o呈现黄色，最终色度为5 0 0 僚 7o l o呈现土黄媳，最终色度为4 4 0 格 i典34 0 ，55 ，7 0 l o羹本无簸莱( 近冀红色) 第2 2 页熬7 0 页 鑫藉囊簿娃理染斟裴承蜜验研究 上海大学磉圭学穰谂文 3 结果分析 ( 1 ) 培养渡类型对染糕废水脱魏效果的影嗨 通过匿筏和色度测定霹知：查氏 菸2 共l 共3 ，鼯莱餍蠢氏培养液眈其它尼 种培养液能够获得更好的脱色效果。 ( 2 ) 染料废水比例对脱色效果的影响 可爱看积投鸯霾琵壤越麓，脱色效聚越羞，苏查炙琏养滚为毵，遴过妥程窝惫度 测定可知：焱氏+ 1 0 染料废水( 脱色明擞) 查氏+ 2 0 染料废水( 脱色效果尚可) 蠢氏 十4 0 染料废水( 有脱色效果，但不明显) 奁氏+ 6 0 染料废水( 基本褥不出脱色效果) 。 ( 3 ) 秘始球蕴瓣黎糕疲瘩鹱爨效果弱影确 通过实验可知，在同种培养液条释下，各襁始p h 值的脱色效槊裙差较小，疑中 以“查氏+ 彻贻p h ( 5 5 ) + 染料废水投加量( 1 0 ) ”所获得的染料废水脱色率最高，色 度由初始的2 5 0 0 倍降到1 2 0 倍，脱色率为9 5 ，2 ，处避结束对其p h 傻最终变为4 7 3 。 2 6 4 韩芝对染料废水脱色的预讲究 实验方法同静。 i 。壤募蘩闽耪慧袋长获翼 通过实验蕊浆可知，韩芝在四种培养液中的生长速魔比云芝又慢了点，培养6 天 后才能投加染料媵水。其形态为白色菌丝球，菌球直径大部分在1 3 m m ，且菌量中等， 周孵大部分摇瓶上涛波清澈，少部分摇瓶上清滚呈现浑浊现蒙。韩芝程平板扩增茅蟊援瓶 墙羚避程中郝静缝密现少蠢豹繁菌现象。 2 。染料废水脱甑效果 聚餐凌痰翱入4 天磊，逶遗蓦援选窭豢于裁色效象壤菇夔或毒饯袭牲懿歹l 藏避嚣色 赓测定，其效果如表2 5 所示。 表2 - 5 韩芝对染料废水的脱色效果( 部分摇瓶样品总结) | 培养渡 期始 染静痰拳投夺量) 脱色效粜 l类鍪 p h 40i o 呈现土黄溆，最终色度淹5 2 0 倍 查氏551 0呈现土黄色，最终色度为3 2 0 倍 7o1 0 呈现土黄色，最终色度为4 0 0 倍 f e1 0墓袁i 黄巢( j 厅蟹靠每) 共l 55l o 呈现红褥彀，最终色度为9 6 0 倍 7 0l o呈现深红褐色，最终色度为1 6 0 0 倍 共： 4 0l o呈现深土裁色，最终色度为6 4 0 倍 5 。51 0呈现黄魏，最终色度为4 4 0 掊 1 7 + 0l o呈瑶主黄藏，最终色凄为5 0 0 蘩 共340 ，55 ，70 l o墓本予斡鬃( 斤里红隹) 第2 3 页共7 0 页 白腐真菌处理染料废水实验研究 上海丈学硕士学位论文 3 结果分析 ( 】) 培养液类型对染料废水脱色效果的影响 通过目视和色度测定可知：查氏 共2 共1 共3 ，还是采用查氏培养液比其它几 种培养液能够获得更好的脱色效果。 ( 2 ) 染料废水比例对脱色效果的影响 影响规律同前。 ( 3 ) 初始p h 值对染料废水脱色效果的影响 通过实验可知，当初始p h 值为5 5 时能获得较好的脱色效果，其中以“查氏+ 初始p h ( 5 5 ) + 染料废水投加量( 1 0 ) ”所获得的染料废水脱色率最高，色度由初始 的2 5 0 0 倍降到3 2 0 倍，脱色率为8 7 2 ，处理结束时其p h 值最终变为5 2 1 。 2 6 5 紫芝对染料废水脱色的预研究 实验方法同前。 1 培养期间紫芝生长状况 通过观察可知，紫芝在四种培养波中生长得都不理想，生长速度相当缓慢，需要培 养8 天后才能投加染料废水，相对来说紫芝在查氏和共2 中生长得略好一点，其形态为 白色短绒刺小菌球，直径大部分在1 2 m m 。紫芝在平板扩增和摇瓶培养过程中都曾经 出现过染菌现象。 2 染料废水脱色效果 染料废水加入4 天后，通过目视选出若干脱色效果最好的或有代表性的几瓶进行色 度测定。总体来看，紫芝的脱色效果不好，明显不如前面几种菌的脱色效果，其效果如 表2 - 6 所示。 表2 - 6 紫芝对染料废水的脱色效果( 部分摇瓶样品总结) l 培养液初始 染料废水投加量帆) 脱色效果 i 类型 p h 4 01 0呈现红褐色，最终色度为1 3 0 0 倍 l查氏55 1 0 呈现浅红褐色最终色度为8 0 0 倍 701 0 呈现红褐色，最终色度为1 0 0 0 倍 f其l40 ，55 ，70l o 箍太千特娶( 忻里t 每、 卜 4 01 0呈现红褐色，最终色度为1 2 0 0 倍 551 0呈现很深的红褐色，最终色度为1 9 0 0 倍 7ol o呈现深红褐色最终色度为1 4 0 0 倍 共3 40 ，55 ，701 0 甚本手特娶( i 斤里钉刍) 第2 4 页共7 0 页 白腐真菌处理染料废水实验研究 上海大学硕士学位论文 3 结果分析 通过实验可知，紫芝生长十分缓慢。且较易染菌，同时其脱色效果( 见表2 - 6 ) 又 很明显大大不如前面三种菌，因此十分不利于染料废水脱色的实际操作。在以后的实验 中将不再以紫芝为研究对象。 2 66 摇瓶条件下自腐真菌对染料废水脱色预研究小结 根据上述各菌种的生长状况、染料废水脱色效果及其过程中的现象观察，得出的规 律如下表2 7 所示。 表2 7 预研究小结 w h 3 生长得最快、最旺盛( 在初始的2 3 天内己基本完成菌丝球的生长) 云芝生长得也比较旺盛，但比w h 3 慢 各菌种生长速度韩芝和紫芝的生长十分不稳定，其中又以紫芝长得最慢，给实验操作带 来很大困难 生长速度比较：w h 3 ，云芝 韩芝 紫芝 实验过程中w h 3 对杂菌的抗性最强，没有出现过染菌现象。 对杂菌的抗性实验过程中紫芝对杂菌的抗性最弱，因此很易染菌。 抗性比较；w h 云芝 韩芝 紫芝 培养液类型与脱查氏培养液最有利于各种菌的脱色 色效果的关系脱色效果比较：查氏 共2 共1 共3 菌种与脱色效果 云芝：最终色度为1 2 0 倍 的关系( 以最高 w h 3 ：最终色度为2 0 0 倍 韩芝：最终色度为3 2 0 倍 脱色率比较) 紫芝：最终色度为8 0 0 倍 w h 3 ：当初始p h 值为7 0 和5 5 时能获得较好的脱色效果，处理结束时 其p h 值一般变为38 4 5 。 初始p h 值与脱 云芝：各初始口h 值的脱色效果相差较小，处理结束时其p n 值一般变为 42 6 l 。 色效果的关系 韩芝：当初始p h 值为5 5 时能获得较好的脱色效果，处理结束时其p h 值般变为4 7 55 。 紫芝：其效果异常，所以规律不计算在内。 虽然云芝脱色效果略好于w h 3 ( w h 3 又好于韩芝) ，但w h 3 生长迅速、 对杂菌的抗性强、易于操作，这些优点使得w h 3 更具有实用性。而紫芝对 小结染料废水的脱色效果晟差，因此在后续的研究中不再使用。同时白腐真菌 对染料废水的脱色效果随染料废水投加量的增加而逐渐下降，在后续的研 究中选择染料废水投加量为1 0 作为研究对象。 第2 5 页共7 0 页 白腐真凿处理染料废水实验研究 上海大学硕士学位论文 2 7 碳源和氦源类型及奠投加羹对染料废水脱色效果的影响 2 , 7 1 实验强浆 如第一濑所述，国内外研究均衮明碳源和氮源类型及其授加量与染料废水脱色效果 有密切关系。因此在前面实验基础上，将鞋奁氏培养液为蘩磷，改嶷其中碱源和氮源的 类型及其投加量，从而来双察其对染料废水脱色效果的影响。 2 ，7 2 实验方法和参数设定 1 实验方法 按上述2 ，曼3 中豹实验方法巍下嚣救参数设定遴行聪氛实验研宠，搜其脱色降解4 天后分析最终处理效果。在碳源实验结束聪，进行氮源实验。 2 参数设定 f 1 ) 碳源类型及其投麴量 类型：蔗糖 果糖葡萄糖淀粉稻草末水杉桔叶 授翻茧 ：蔗糖一可溶性淀粉一楚萄糖一栗糖一稻草末一浓够轱叶( 翻表2 - 9 所示) 。另外， 此次实验中云芝对染料废水的脱色效聚与w h 3 稳溉，丽韩芝穗对较差。 表2 - 9碳源类型对脱色效果的影响( 部分数据) 碳源浓度脱色效果描述 蓥耱碳源秘类最终色魔( 薅) g l )上渣渡蘩薄 云芝蔗糖2 0浅黄色颜色很浅1 6 0 w h 3 蔗糖 2 0 浅桔黄色颜色很浅 2 5 0 韩芝蔗糖 2 0土黄色 颜色略深4 0 0 云芝淀粉 2 0 浚黄色藏色缀浅 2 2 0 w h 3淀粉2 0桔黄色颜色浅3 0 0 韩芝淀粉2 0土黄色颜色略深5 2 0 m 3葡萄糖2 0桔黄色颜色略深4 4 0 w h 3票糖2 0菇黄色颜色略深5 2 0 w h 3稻草末2 0深禧黄色颜色貉深7 6 0 w h 3水杉枯叶2 0浅红褐色颜色略深8 8 0 4 碳深浓痰豹影确 实验结果表明：在本次实验中，对于蔗糖和淀粉这两种碳源，在碳源浓度为1 2 0 9 l 范围内染料废水的脱色率都随着碳源浓度的升高而升高，但当碳源浓度升高羹2 0 9 l 后， 第2 7 夏共7 0 委 鑫寝巍蘩蹙理檠辩塞教鬟验聚窥 上海六学瑗圭学稼论文 脱也率一般不再上升，有些条件下甚至还略有下降( 如淡2 - 1 0 所示) 。 表2 * l o 碳源浓度对脱色效果的影响( 以w h 3 + 蔗糖为例) 谈源浓茨藐色效采描述 ( g l )上清液菌体 最终色度( 倍) 1 o深红褐色 颜饿深1 6 0 0 2 5 深经褥色颜织深1 4 0 0 l 5 , 0浚缓褐色 簇惫晦深9 0 0 l1 0 桔黄色颜色略深5 2 0 f2 0 浅桔黄色颜色很浅2 5 0 l3 0 浅桔黄色颜色报浅2 5 0 5 碳源实验小结 在受试的6 种碳源中，稻草末和水杉枯叶等缓释碳源( 或缓效碳源) 由于结构复杂， 影鹣了鱼疼真燕怼其稳爰速度( 毽还是育较明显豹脱惫终溺) ；相比褥言，投热蔗糖耱 淀粉等简革型、逮效碳源时，耱够得到更快的脱色速度和要好的脱琶散采。丽辩，随着 碳源浓度的升高，脱色效果一般也随之上升，但当碳源浓度升至一定水平后其脱色率将 不褥上舞。本实验结果表明，速效碳源浓嶷一般控制在2 0 9 l 最好( 秘釜氏碳源投加量 斡2 3 ) ，藏对簸辩脱色率可达9 3 6 。 2 7 4 氮源实验缡槊 + 投勰染料废拳麓蕹体生长状狨 表2 11 菌体生长状况和菌丝球外观描述 l 菌种菌体生长状况菌丝球外观描述 | w h 3最羧、最汪臻，3 灭嚣蓥薅蘩达到最大囊锻小球( 球经一l 3 m m ) f 云芝较慢，6 天后菌体燕达到最大自德短绒刺小球( 球径= l 5 r a m ) l 韩芝此次生长的极端缓慢，干扰了实验的正常进行，所以弃之不用。 f 注：云芝与w h 3 摺毙，兹芝的生长周期较长，生长状况魄不十分稳定，奢一定操作难发) 2 脱色过程描述 将染料废水加入摇瓶后，通过目视观察和色度测定可知大部分摇瓶在2 4 小时内脱色 逐遮，2 4 枣霹嚣篷痊虽然继续垒下降趋势，毽荬交毽旗发帮变 乏这攀跑藤2 4 小慰有酝 放悭。其主要颜色变化规律同2 。7 3 。 由于实验工作量大，实验过程中对于脱色效果的判断主要以目视( 上清液颜色和菌 舔羧篷) 窝溅定结采捃缝合，鬟选择残龟效莱较努熬或懿骞鳃表毽熬襻瑟 土涛渡) 遴学 最终色度测定或u v - v i s 扫捕。 第2 8 页共7 0 页 白腐真菌处理染料废水实验研究 上海大学硕士学位论文 3 氮源类型的影响 从目视观察、色度测定( 如表2 1 2 ) 及u v v i s 扫描图( 如图2 6 和图2 7 所示) 的 结果分析可知，使用尿素作为氮源所获得的染料废水脱色效果最好，硝酸钠、天门冬酰 胺和硫酸铵次之，酒石酸铵和柠檬酸氢二铵效果相对较差。另外，此次实验中云芝脱色 效比w h 3 略好，但w h 3 具有生长迅速、对杂菌的抗性强、易于操作等特点，这些特 点使得w h 3 更具有实用性；而韩芝由于生长状况不稳定，干扰了实验的正常进行，所 以弃之不用。 表2 1 2 氮源类型对脱色效果的影响( 部分数据) 脱色效果描述 菌种氮源种类氮源浓度最终色度( 倍) 上清液菌体 云芝尿素 2 0m m o l l 很浅的浅黄色颜色很浅 5 0 云芝天门冬酰胺2 0m m o l l浅土黄色颜色浅2 2 0 云芝酒石酸铵 2 0m m o l l 土黄色颜色略深 4 0 0 吼3 尿素 2 0m m o l l 很浅的淡黄色颜色很浅 8 0 w h 3硝酸钠2 0m m o l l浅桔黄色颜色浅2 0 0 w h 3天门冬酰胺2 0m m o l l浅桔黄色颜色浅2 5 0 啊3硫酸铵2 0n u n o l l桔黄色颜色浅3 2 0 w h 3酒石酸铵2 0m m o l l桔黄色颜色略深5 0 0 w h 3柠檬酸氢二铵2 0m m o l l深桔黄色颜色略深6 4 0 4 氮源浓度的影响 实验结果表明：不论是何种氮源，染料废水的脱色率都随着氮源浓度的升高而升高， 说明富氮条件有利于三种白腐真菌对染料废水的脱色( 如表2 1 3 所示) 。 表2 1 3 氮源浓度对脱色效果的影响( 以w h 3 + 尿素为例) 氮源浓度 脱色效果描述 最终色度( 倍) l( m m o l l ) 上清液菌体 l i很深的桔黄色颜色略深7 5 0 5桔黄色颜色略深 5 2 0 i 1 0桔黄色颜色浅 3 6 0 i 2 0很浅的淡黄色颜色很浅 8 0 5 摇瓶上清液的u v - v i s 扫描图 以w h 3 为例，对富氮( 2 0 m m o l l ) 条件下部分实验结果( 摇瓶上清液) 在可见光波 长范围内进行吸光度扫描，其结果如图2 - 6 和图2 7 所示。 第2 9 页共7 0 页 白腐真菌处理染料废水实验研究 上海大学硕士学位论文 o 0 一处理前 w a v e l e n g t h ( m ) 图2 - 6 处理前染料废水( i o ) u v - v i s 扫描图 在取染料废水的当天和前两天，该染料化工厂生产过活性艳橙i ：m g 、活性艳橙 x g n 、活性金黄x g 和活性艳红k m 2 b 等，而这些染料在可见光波长范围内的最大 吸收波长较为接近，同时可能某种染料占主导地位，造成吸收波形的叠加，从而在图2 - 6 中形成了一个吸收范围较广的不规则吸收峰。 o w a v e