摘要：采用海藻酸鈣包埋法固定活性黑5高效脫色菌，通過正交試驗確定固定化的最優(yōu)條件，考察了pH、溫度、初始染料濃度和重復(fù)利用次數(shù)等因素對固定化菌體脫色特性的影響，同時通過投加固定化顆粒處理模擬染料廢水研究其生物強(qiáng)化作用。結(jié)果表明，最優(yōu)固定化條件為海藻酸鈉濃度3%，CaCl2濃度2%，菌體量與包埋劑量之比2：1；固定化顆粒對染料脫色的最適pH為8左右，最適溫度為30℃，具有耐低溫、染料濃度耐受極限高和可重復(fù)利用等特性，但在強(qiáng)堿性、高溫和重復(fù)利用多次后，其機(jī)械強(qiáng)度降低；固定化菌體對以葡萄糖為外加碳源的染料廢水的脫色效果較好，且濃度以1 g/L為宜，在厭氧污泥反應(yīng)器中投加固定化顆粒對染料去除效率有所提高。
關(guān)鍵詞：高效脫色菌；固定化；脫色特性
隨著紡織工業(yè)的迅速發(fā)展，染料的使用量和紡織印染廢水的產(chǎn)生量也在成比例增長。其中，偶氮染料由于具有較好的牢度性能而成為工業(yè)中染料用量最大的一類，廣泛應(yīng)用于紡織、皮革、食品、化妝品等行業(yè)[1]，其產(chǎn)量占染料總量的70%左右[2]。偶氮染料在生物處理中依靠厭氧微生物產(chǎn)生的偶氮還原酶使其偶氮鍵斷裂，產(chǎn)生苯胺類小分子物質(zhì)，進(jìn)而通過后續(xù)好氧處理使苯胺類物質(zhì)得到進(jìn)一步降解[3]。近年來，許多研究者[4-6]已成功篩選出對部分偶氮染料具有高效脫色能力的菌種，并對其進(jìn)行鑒定及脫色特性的研究。
微生物固定化技術(shù)是產(chǎn)生于20世紀(jì)80年代的一種新型生物技術(shù)，可將微生物封閉在天然高分子多糖類或合成高分子凝膠中，從而使微生物固定化，具有細(xì)胞密度高、活性強(qiáng)、耐毒能力強(qiáng)、可反復(fù)利用等優(yōu)點(diǎn)[7]，近年來開始廣泛應(yīng)用于難生物降解廢水的處理中。同時，通過向廢水生物處理系統(tǒng)中投加從自然界中篩選出來的固定化優(yōu)勢菌種可以達(dá)到提高系統(tǒng)對目標(biāo)物質(zhì)的處理能力，改善污泥性能，增強(qiáng)系統(tǒng)穩(wěn)定性，耐負(fù)荷沖擊等目的，也有利于在反應(yīng)器內(nèi)保持較高的菌種濃度和較易實(shí)現(xiàn)固液分離。大量研究表明[8-10]，經(jīng)固定化技術(shù)處理的優(yōu)勢菌種投加到印染及染料廢水的處理系統(tǒng)中可以實(shí)現(xiàn)生物強(qiáng)化作用，且在一定程度上避免了菌種流失及同化等現(xiàn)象。
1·材料與方法
1.1材料
菌種：腸桿菌S8（Enterobactor sp.S8），由實(shí)驗室處理染料廢水的厭氧反應(yīng)器中的污泥經(jīng)篩選后分離純化得到，其對偶氮染料活性黑5在25 h內(nèi)的脫色率可達(dá)到85%以上[11]。
染料：活性黑5（活性黑KN-B），最大吸收波長λmax=600 nm。
培養(yǎng)基：富集培養(yǎng)基（g/L）：KH2PO4 1.8，Na2HPO·412H2O 3.5，MgSO·47H2O 0.2，F(xiàn)eCl·36H2O，蛋白胨2.0，牛肉膏3.0，葡萄糖4.0，pH 7.5；脫色培養(yǎng)基：在富集培養(yǎng)基中加入一定濃度的染料活性黑5。
染料廢水組分（mg/L）：NaHCO3 125，KCl 4.7，無水CaCl2 2.5，NH4Cl 45，KH2PO4 24，MgSO4·7H2O27.5，染料50，一定量葡萄糖。
1.2菌懸液的制備
將-20℃保存的菌種接入富集培養(yǎng)基擴(kuò)大培養(yǎng)12 h，培養(yǎng)后的菌液于8 000 r/min離心10 min，棄去上清液，取離心管底部菌體用無菌水制成菌懸液。
1.3固定化顆粒的制備
配制一定比例的海藻酸鈉溶液，在加熱條件下待完全溶解后，與菌體按一定比例混勻。在液面上方10 cm處用注射器將混合液勻速滴入一定濃度的CaCl2溶液中，形成直徑約5 mm左右的小球，將固定化顆粒浸沒在CaCl2溶液中放入4℃冰箱繼續(xù)固化20 h。用無菌水沖洗數(shù)次后收集，儲存于4℃冰箱中備用。
1.4脫色體系的建立
將5 mL海藻酸鈉包埋菌體后制備的海藻酸鈣小球加入到100 mL含有一定濃度染料的脫色培養(yǎng)基中，放入恒溫培養(yǎng)箱中靜置脫色。
1.5脫色率的測定
菌株對偶氮染料的脫色能力用脫色率表示，其測定采用比色法。將經(jīng)過菌株脫色后的反應(yīng)液于8 000r/min的條件下離心10 min，取上清液在最大吸收波長處測定其吸光度A1，再測定不接菌的含相同濃度染料的反應(yīng)液的吸光度A0。
2·結(jié)果與討論
2.1固定化條件的正交試驗
在脫色菌由海藻酸鈣包埋固定的過程中，包埋劑海藻酸鈉濃度、交聯(lián)劑CaCl2濃度、菌體量與包埋劑量之比等諸多因素都會對固定化菌體的脫色能力產(chǎn)生一定影響。因此，為優(yōu)化固定化條件，設(shè)計了“三因素三水平”正交試驗，并以固定化顆粒對活性黑5的脫色率為指標(biāo)確定最優(yōu)條件。
相關(guān)信息 
推薦企業(yè) 推薦企業(yè)
推薦企業(yè)
編.gif)
您所在的位置：
