活性艳蓝P3R染料脱色菌筛选及其降解机制初步探讨

摘要

印染废水由于其含高浓度、高毒性、多种类的污染物，色度高，排放量大，难于处理，是严重污染环境的行业之一，这类废水一旦排放到环境，便会对水体及其水中生物造成巨大危害，因此研究染料废水的高效处理具有重大的理论和现实意义。
　　 本论文主要是针对一种高亲水性染料—活性艳蓝P3R的生化处理进行了较为详尽的研究。以青岛某纺织化工厂印染废水的生化处理池中活性污泥为实验材料，以活性艳蓝P3R染料为研究对象，驯化并分离出了7株对其具有一定脱色能力的菌株，并筛选出了两株（G1和G4菌株）对P3R染料具有高效脱色性能的菌株进行了深入研究。
　　 实验结果表明，两脱色菌株均不能以活性艳蓝P3R染料为唯一碳源，其脱色最佳的碳源为葡萄糖，且含量为0.6％时对染料脱色率最高;最佳氮源为(NH4)2SO4;最佳加入量为0.12％,最佳磷源为KH2PO4，最佳加入量为0.024％;在盐度较低时，脱色菌脱色效果更好。Mg2+、Mn2+对脱色有促进作用，Fe3+在微量时对脱色有促进作用，超过0.015％则有抑制作用，Cu2+对脱色菌有毒性，对脱色有强抑制作用。脱色的最佳pH为8.0，最佳温度为35℃，最佳接种量为3ml，培养48h时脱色率能达到最高。通过正交实验发现影响因素对菌G1脱色能力影响程度大小为接种量＞pH＞培养时间＞温度，最优化脱色条件为温度25℃，pH为7，接种3ml，培养时间为60h;对脱色茵G4，各影响因素影响脱色能力大小为温度＞pH＞接种量＞培养时间，脱色率最高的最优化条件为当温度为35℃，pH为8，接种量为lml，培养时间为60h。实验表明脱色菌在染料浓度10mg/L-130mg/L之间时均有一定的脱色效果，随着浓度升高脱色率呈现逐渐降低的趋势，这可能与染料本身的毒性有关。
　　 在脱色菌株对活性艳蓝P3R染料的降解机制初步研究过程中，发现活脱色菌体比死菌体的脱色率高，两脱色菌产生的脱色酶均不是诱导酶。G1的脱色酶既存在于胞内也存在于胞表面，而对于G4，脱色菌G4的脱色酶只存在于胞表面。对脱色后产物的上清液进行紫外-可见吸收光谱扫描发现，活性艳蓝P3R的特征吸收峰发生了改变;进一步使用高效液相色谱分析P3R染料脱色后产物，发现脱色前后的检测波谱图色谱峰不同，说明染料脱色后其分子结构可能发生了改变。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 印染废水的特征及危害

1．2 染料的种类与生色机理

1．2．1 染料种类的划分

1．2．2 染料的生色机理

1．3 国内外染料废水处理的研究进展

1．3．1 物化法

1．3．2 化学法

1．3．3 生物法

1．4 染料废水处理的新技术

1．4．1 磁分离法

1．4．2 辐射法

1．4．3 超声波气振法

1．4．4 高能物理法

1．4．5 高效降解菌的筛选

1．5 染料脱色微生物及机理研究

1．5．1 染料废水脱色微生物的类型

1．5．2 染料降解菌的降解机理

1．5．3 脱色酶资源及其研究进展

1．5．4 染料脱色过程的影响因素

1．5．5 共代谢

1．6 本课题选题背景意义与研究内容

第2章 活性艳蓝P3R脱色菌的筛选与鉴定

第1节 活性艳蓝P3R染料脱色菌的筛选

1．1 实验材料

1．2 实验方法

第2节 两株高效菌株鉴定

2．1 菌种生长曲线测定

2．2 菌种的电镜形态观察

2．3 两高效菌种的鉴定

2．4 本章小结

第3章 脱色菌最佳脱色营养条件研究

3．1 以染料为单一碳源菌种脱色实验

3．2 不同外加碳源对菌种脱色效果的影响

3．3 不同碳源量对菌种脱色影响

3．4 不同氮源对菌种脱色影响

3．5 不同氮源量对菌种脱色影响

3．6 不同磷源对菌种脱色的影响

3．7 脱色培养液不同组成营养物质的正交实验

3．8 盐度对菌种脱色的影响

3．9 常见金属离子对菌种脱色的影响

3．10 本章小结

第4章 染料脱色最佳工艺条件研究

4．1 温度对染料脱色效果的影响

4．2 培养液pH对染料脱色的影响

4．3 培养时间对染料脱色效果的影响

4．4 不同浓度染料对染料脱色的影响

4．5 脱色菌的接种量对染料脱色效果的影响

4．6 脱色工艺条件的正交实验

4．7 本章小结

第5章 脱色菌对活性艳蓝P3R染料降解机理初步探讨

5．1 死菌体与活菌体脱色效果对比实验

5．2 脱色酶是否是诱导酶考察实验

5．3 脱色菌脱色酶的位置初步确定实验

5．4 染料降解脱色产物的紫外-可见吸收光谱分析

5．5 染料脱色降解产物的HPLC分析

5．6 本章小结

第6章 总结

6．1 结论与创新

6．1．1 结论

6．1．2 创新点

6．2 不足与建议

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文

致谢