悬浮与固定化培养Citrobacter sp.CK3对活性偶氮染料的降解机理研究

摘要

为研究菌种Citrobacter sp.CK3对活性偶氮染料的脱色过程,采用悬浮和固定化细胞在不同条件下对印染工业中常用的活性红偶氮染料进行脱色实验,确立最佳脱色条件,并探索该菌种对该染料降解的动力学过程和机理。另外,用该菌对七种不同的活性偶氮染料进行反应,以了解其对不同染料的降解效果及机理。具体研究结果归纳如下:
　　 (1)采用脱色菌Citrobacter sp.CK3,以活性红KN-3B染料为处理对象,在厌氧批式反应条件下,系统考察了pH值,温度和染料浓度对脱色反应速度的影响；通过动力学模拟及反应过程中染料的UV-Vis扫描图分析,探讨了脱色反应机理。结果表明:Citrobacter sp.CK3对活性红KN.3B的脱色反应的适宜pH值为7～9:脱色反应速度在温度为32℃时达到最大的1.81mg·L-1·h-1。染料初浓度在57～458mg·L-1范围内逐渐增大时,脱色率从72％降到44％。脱色反应符合二级反应动力学。
　　 (2)固定化细胞技术采用包埋固定化法,实验考察了包埋Citrobacter sp.CK3的凝胶小球在不同条件下对活性红偶氮染料的脱色效果。结果表明:固定化细胞的脱色反应在pH值为9～11时脱色效果最佳,最适温度为32～37℃。随着染料初始浓度从50mg·L-1增大到570mg·L-1,脱色反应活性受到抑制。从动力学方程模拟的结果和高效液相色谱分析的结果看出,脱色是由CK3对染料的降解和凝胶小球的吸附共同作用的结果,但是降解起主要作用,最终偶氮键断裂转化为含有苯环的物质。
　　 (3)CK3对各偶氮染料的脱色快慢顺序为:RB5>BB198>RG19>RB171>RR141>RY84>DY86,这是由于偶氮染料的分子结构对脱色速率有影响。