染料脱色菌的筛选及脱色特性研究
染料脱色菌的筛选及脱色特性研究
1 前言
水是人类生存之源，发展之本，是环境构成中最活跃的因素。我国常年水资源总储量为2.81万亿m3，居世界第6位，而年总用水量为5 500亿～5 600亿m3，整体上能够满足需求。但由于我国人口众多，人均水资源占有量不足2 150 m3，为世界人均水资源占有量的1/4，位列世界110位，是联合国认定的“水资源最为紧缺”的13个国家之一。而且，随着人口的增长，工业化、城市化以及灌溉对水的需求量日益增加，加之水资源时空分布不均、水污染、水生态系统失衡等问题加剧了当前水资源供需矛盾，使我国水资源危机越发凸显，进而成为我国经济发展的严重制约因素之一。据美国对外关系委员会亚洲研究中心的报告，中国668个城市中440个已出现长期缺水问题。20世纪90年代以来，国家累计投入600亿元治理江河污染，相关部门也大力采取防污治污的措施，使得河流、湖泊、水库的水质基本保持稳定，局部有所改善。但据《中国环境状况公报》显示，2007年我国水污染形势依然严峻，监测的197条河流的407个断面中，Ⅰ～Ⅲ类、Ⅳ～Ⅴ类和劣Ⅴ类水质的断面比例分别为49.9 %、26.5 %和23.6 %。因此，防治水资源污染，提高水环境质量，已成为当务之急。
印染产生的废水主要特点有：①水量大；②浓度高，大部分废水呈碱性,COD 值较高，色泽深；③水质波动大，印染厂的生产工艺和所用染化料，随纺织品种类和管理水平的不同而异，而对于每个工厂，其产品都在不断变化，因此，废水的污染物成分浓度的变化与波动十分频繁；④以有机物污染为主，除酸、碱外,废水中的大部分污染物是天然或合成有机物；⑤处理难度较大，染料品种的变化以及化学浆料的大量使用，使印染废水含难生物降解的有机物，可生化性差。
⑤印染废水的色泽深，严重影响着水体外观。造成水体有色的主要因素是染料。可见印染废水是较难处理的工业废水之一。目前全世界染料年总生产量在60 万t 以上，其中50 %以上用于纺织品染色；而在纺织品印染加工中，有10 %～20 %的染料作为废物排出。印染废水的色度严重，用一般的生化法难以去除。染料废水的污染，势必影响到人畜饮水安全、水体养殖生产、农业种植等各方面，应采取得力措施进行防控和处理染料污水。根据环境污染治理专家研究发现，治理染
料污水最有有效的方法是生物法，生物法除了效果明显，也是对环境危害最小，是一种环境友好的除污方法。
本实验即是从生物防治染料污水的角度出发，从污水中提取脱色细菌，并对其进行一系列实验，包括①染料脱色菌的富集、分离②染料脱色菌的驯化培养③染料脱色菌脱色能力的测定④染料脱色菌生长曲线的测定。
2 实验器材
2.1 材料
2.1 菌种来源：各组自选污水
2.2 染料
孔雀石绿，最大吸收波长为617nm
2.3 培养基
富集培养基：KH
2PO
4
1g， (NH
4
)
2
SO
4
1g，MgSO
4
·7H
2
O 0.5g，NaCl 0.5g，
牛肉膏1g，水1000ml，pH值为7.0，121℃下灭菌20min。
基础培养基：牛肉膏5g，蛋白胨10g, NaCl 5g, 水1000ml，pH值为7.0, 121℃下灭菌20min。
脱色培养基：孔雀石绿的质量浓度为100mg/L。
2.4 主要仪器
电热恒温培养箱、光照培养箱、台式高速离心机、752型紫外可见分光光度计、台式压力蒸气灭菌锅、冰箱、电子天平、恒温振荡器、培养皿、试管、玻璃棒、烧杯、电炉、250ml锥形瓶、接种环、酒精灯、移液管、涂布棒、摇床等。
3 方法
3.1 染料脱色菌的筛选和纯化
染料脱色菌的富集：从求索溪中取适量污水，用无菌纱布过滤后取出10g，接入含150ml富集培养基的锥形瓶中，在37℃振荡条件培养2d后观察现象，取出颜色有明显变化的锥形瓶，进行下一步的实验。
菌种的分离筛选及纯化：在无菌条件下，用移液管从培养的锥形瓶中吸取
0.2ml菌液，将其移至加有孔雀石绿的脱色培养基培养皿上，在37℃恒温培养箱中培养1d后，待菌落长出后，拍照。以脱色圈大小、菌落大小作为指标，初步筛选出有效菌株，选取长势好、菌落下培养基脱色圈明显的菌落，用接种环挑取菌落接种至倒好的斜面培养基上，放入37℃恒温培养箱中培养，进行纯化。
3.2 染料脱色菌生长曲线的测定
采用比浊法测定菌株的生长曲线，由于细菌悬液的浓度与光密度（OD值）成正比，因此可利用分光光度计测定菌悬液的光密度来推知菌液的浓度，并将所测的OD值与其对应的培养时间作图，即可绘出菌株在30℃液体培养下的生长曲线。测定菌株的生长曲线具体步骤如下：
(1)种子液制备。取斜面菌种各1支，以无菌操作挑取1环菌苔，接入无菌牛肉膏蛋白胨培养液中，30℃震荡培养18h作种子培养液。
(2)标记编号。取盛有10ml无菌牛肉膏蛋白胨培养液的试管，在每支上分别编号为0、2、4、6、8、10、12、14h 。
(3)接种培养。用1ml无菌吸管分别准确吸取0.2ml种子液加入已编号的试管中，于30℃下振荡培养。然后分别按对应时间将试管取出，立即放4℃冰箱中贮存，待培养结束时一同测定OD值。
(4)生长量测定。将未接种的牛肉膏蛋白胨培养基倾倒入比色杯中，选用600nm波长，分光光度计上调节零点，作为空白对照，并对不同时间培养液从0h 起依次进行测定，对浓度大的菌悬液用未接种的无菌牛肉膏蛋白胨液体培养基适当稀释后测定，使其OD值在0.10～0.65以内，经稀释后测得的OD值要乘以稀释倍数，才是培养液实际的OD值。
(5)绘制生长曲线。记录测定的各OD值，以上述时间标志为横坐标，相应的OD（600nm）值为纵坐标，绘制菌种的生长曲线。
3.4 染料脱色菌脱色能力的测定
将分离纯化的菌株分别接种到牛肉膏蛋白胨液体培养基中，30℃，150r/min 振荡培养24h。取新鲜制备的菌悬液5mL，加入到含100ml脱色培养基的锥形瓶中，
然后在37℃，150r/min震荡条件下的摇床中持续培养48小时后取样，将离心机设置为10000prm离心5分钟，取上清液在染料的最大吸收峰处测吸光度值，并以不加菌的脱色培养基为对照，计算脱色率。以脱色率的大小来表示菌种对染料的脱色能力。
脱色率：（A﹣B）/A×100%
式中，A——不加菌液的吸光度值
B——t时间后的接菌液的吸光度值
4 实验结果
4.1 生长情况
现象：菌落呈圆形斑点状，乳白色，数量为几个，菌落周围颜色明显变浅甚至成为浅白色。
图片：
（加孔雀石绿的脱色培养基的培养图）
4.2 染料脱色菌生长曲线的测定
不同培养时间菌液在600nm 波长下的OD 值表 时间/h 0 2 4 6 8 10 12 14 OD 值 0.419 0.472 0.513 0.584 0.615 0.596 0.506 0.449 脱色菌生长曲线
4.3 染料脱色菌脱色能力的测定
现象：加菌液后的有孔雀石绿的培养基变为浅绿色，浑浊，而未加菌液的培养基依然为较深的绿色，两者差别很明显。
图片：
（说明：图中左边为加了菌液的锥形瓶，右边则为未加菌液的锥形瓶。）
脱色菌生长曲线
0246810121400.1
0.2
0.3
0.40.50.60.7051015
时间/h O D 值系列1
两种菌液在600nm波长下的OD值表
培养基
OD值
平均OD值1号2号3号
不加菌液 1.695 1.735 1.718 1.716 加菌液0.132 0.137 0.125 0.131
脱色率=（1.716-0.131）/1.716*100%=92.37%
5 分析及讨论
（1）脱色菌在培养之初一直在增长，说明已经度过了适应期，但不是成对数增长，说明培养基某种条件（如PH值，C/N等）还不是很符合该种菌；从第6h进入稳定期，菌数量达到最大；从第10h进入衰亡期，数量开始减少，这可能是由于营养物质的减少、菌落中个体间的竞争或代谢过程中产生了有害物质。
（2）脱色菌的脱色效率达到92.37%，加入脱色菌使培养基颜色明显变浅，效果比较理想，可以作为治理含与孔雀石绿类似染料废水的理想菌种。但若要投入实际应用，还要进行进一步的研究，探究出该菌的适应生长、繁殖条件，包括适宜的废水PH值，有机物C/N，温度，理想的COD、BOD值，进入稳定期需要的时间，以及它的生态效应等各种情况，再根据当地水体的具体情况投入实际应用。6展望
从理论上讲，多种物理化学和生物方法都可以用于印染废水的处理，常用的物化处理工艺主要是混凝沉淀法、混凝气浮法、电解法、絮凝沉淀（气浮）、生物活性炭法和化学氧化法等，但这些方法费用相对较高，在我国目前的科技和经济状况下，普及推广上有一定的困难，不是很实际。而生物方法有运转费用低，处理效果好，操作简单等优点，日益受到人们的重视，并在印染废水的处理中得到广泛应用。本实验通过对染料脱色菌的富集、分离，驯化培养，脱色能力的测定以及生长曲线的测定，可以初步得出脱色菌的生长情况和生长条件，及其脱色效果，可以为将脱色菌投入治理染料废水的实际应用提供一定的借鉴。
染料废水脱色处理工艺
染料废水脱色处理工艺 聚合氯化铝(PAC)是一种广泛使用的无机絮凝剂,印染废水经生化处理后色度往往难以达标,采用PAC 进行深度脱色处理效果较好, 但其存在用量大,水中残留铝对环境有害,形成的絮体结构松散,沉降性能欠佳,水力冲击下容易返浑等缺点〔1〕?目前改性硅藻土也常用于染料废水的脱色〔2〕,硅藻土廉价无毒,适应性强,但吸附性能与活性炭相比还有差距,且多呈粉体难以固液分离?采用改性硅藻土复配聚合氯化铝絮凝剂处理染料溶液, 可以获得结构密实的絮体,提高脱色效率,改善沉降性能,减少PAC用量从而减轻Al3+溶出对环境造成的危害, 由于硅藻土价格低廉,同时也可降低水处理成本? 1 实验部分 1.1 材料与仪器 材料:硅藻土,化学纯,质量分数(以Si 计)为88%;聚合氯化铝,质量分数(以Al2O3计)为10%?以上材料均来自常州友邦净水材料有限公司?商品活性艳红? 仪器:721 分光光度计,上海精密科学仪器有限公司;MY3000-6 智能型混凝试验搅拌仪,潜江梅宇仪器有限公司;pHS-3C 型酸度计,上海虹益仪器仪表有限公司? 1.2 硅藻土改性方法 将硅藻原土用0.1 mol/L 的稀HCl 溶液浸泡24 h,然后用去离子水冲洗?烘干,在450 ℃下焙烧1 h 至微呈粉红色,备用? 1.3 絮凝剂复配方法 将聚合氯化铝在85 ℃下烘0.5 h, 然后与改性硅藻土按照一定的质量比混合后反复研磨,即得复合絮凝剂? 1.4 脱色率测定 活性艳红浓度采用分光光度法在540 nm 波长处测定? 脱色率=(C0-C1)/C0×100% 式中: C0———活性艳红初始质量浓度,mg/L; C1———处理后活性艳红质量浓度,mg/L? 1.5 沉降性能测定 用沉降时间表征沉降快慢?沉降时间是指搅拌停止后,污泥和液面之间形成明显的分界面所需时间?絮体的紧密程度用污泥沉降比表征?将反应悬浊液倒入250 mL 量筒中静置1 h,测得污泥体积与原浑浊液体积之比即为沉降比? 2 结果与分析
1株高效降解偶氮染料菌株的筛选与鉴定
1株高效降解偶氮染料菌株的筛选与鉴定 摘要：从山东聊城某印染厂污水处理池的活性污泥中筛选出1 株能高效降解偶氮染料苋菜红的菌株ts1-2 ，从生理生化特性和16S rDNA序列2个方面对该菌株进行鉴定，初步鉴定为驹形白色杆菌（Leucobacter komagata ）。在静置培养 条件下对该菌株的脱色反应进行研究，结果表明，ts1-2 菌株在染料初始浓度50 mg/L 时有最佳脱色率，染料最大脱色浓度为1 250 mg /L。在最适脱色条件下脱色14 h,染料脱色率可达到95%以上。 关键词：偶氮染料；苋菜红；16s rDNA;脱色率中图分类号：X703;Q939.9 文献标志码：A 文章编号：1002-1302 （2015）04-0352-03 收稿日期：2014-04-21 基金项目：国家自然科学基金（编号：31170110）。 作者简介：冯玮（1984—），女，山东聊城人，硕士研究生，讲师，主要从事资源微生物研究。E-mail： fengwei01@https://www.sodocs.net/doc/9316270580.html, 。 通信作者：柳仁民，博士，教授，主要从事分析化学研究。E-mail：liurenmin@https://www.sodocs.net/doc/9316270580.html, 。 偶氮染料是一类在生产中广泛使用的染料，它具有色调范围 广、色牢度高、合成成本低等优点，可用于纺织、皮制品的染色及印花等。在纺织工业中使用的偶氮染料约占染料总量的
70%[1] 。 染料废水是较难处理的工业废水。废水中的染料不仅是原料的损失，也会污染环境，阻碍水体自身的净化，对水生植物和鱼类有 毒害作用。水中的染料吸收了太阳光，削弱了光在水中的透射，从 而抑制了水体中水生植物的光合作用，影响其生长，进而影响到整 个食物链，使水生生态系统的多样性下降[2] ，所以颜色的去除 是处理染料废水所面临的一个重要问题。此外，从染料的结构、性 质和特点可以判断，大多数染料都具有潜在的毒性[3-4] 。这就 要求染料废水在排放入环境前必须处理。 本试验以偶氮染料苋菜红为降解对象，筛选能够高效降解此染料的菌种。细菌脱色偶氮染料的机理是产生能降解偶氮染料的偶氮 还原酶，本研究还探讨了该菌株的产酶方式，为下一步优化产酶条 件研究奠定了基础。 1 材料与方法 1.1 材料 1.1.1采样菌种采自山东聊城某印染厂污水处理车间厌氧污泥。 1.1.2培养基富集培养基：牛肉膏1 g, 酵母膏1 g,蛋白胨5 g, 氯化钠5 g,蒸馏水1 000 mL;pH值7.0 ± 0.2。脱色培养基：胰 蛋白胨10 g, 酵母浸出物5 g,氯化钠5 g,蒸馏水1 000 mL。 1.1.3 偶氮染料苋菜红（amaranth ）,化学式见图1 。无 特殊说明情况下,苋菜红染料均为50 mg/L 。 1.2 方法
孔雀绿染料的微生物脱色研究
孔雀石绿染料的微生物脱色研究 孔雀石绿（Malachite green）别名碱性绿、盐基块绿、孔雀绿、苯胺绿、维多利亚绿或中国绿，亦为一种生物染色剂染料。孔雀石绿过去常被用于制陶业、纺织业、皮革业、食品颜色剂和细胞化学染色剂，1933 年起其作为驱虫剂、杀虫剂、防腐剂在水产中使用，后曾被广泛用于预防与治疗各类水产动物的水霉病、鳃霉病和小瓜虫病。从上世纪90 年代开始，国内外学者陆续发现，孔雀石绿及其代谢产物无色孔雀石绿具有高毒素、高残留、高致 癌和高致畸、致突变等副作用[1]。 许多研究表明，微生物具有极高的降解有机染料的能力，目前分离到的脱色微生物主要有真菌、藻类和细菌[2]。但目前已报道的脱色菌的效率不高，且耐受孔雀绿染料的范围较低[3,4]。本试验以高浓度孔雀绿染料为筛选底物，从活性污泥中分离出脱色菌，，能耐受并脱色降解较高浓度的孔雀绿染料，脱色能力强，且脱色速率高. 1 实验设计方案与思路 1.1 活性污泥分离纯化 1.2 单菌种的扩大培养，在三角瓶中液体培养基培养 1.3 不同单菌种对染料的降解实验：在三角瓶的液体培养基中加少量染料溶液(1000mg/L）和活性污泥，摇床培养，测定脱色率。确定高效脱色菌种。 1.4 对菌种进行初步鉴定（菌种的形状、革兰氏染色） 2 实验方法[5] 2.1 活性污泥分离纯化 配培养基配方：牛肉膏3g，蛋白胨10g，蒸馏水1000mL，NaCl 5g，pH:7.0~7.2，15-25g/l 琼脂，配置的时候先配液体培养基，再加琼脂配固体培养基，然后分装成六个液体培养基（每个约100ml）和一个固体培养基，塞上棉塞，包扎好，待灭菌。把实验要用到的实验仪器用报纸包好，用细线扎好，连同培养基一起放入高压蒸汽灭箘法灭菌。 倒平板经灭菌后的固体培养基冷却至50摄氏度左右倒入3个无菌培养皿中，冷凝成平板。稀释样品将1瓶90 ml和5管9 ml的无菌水排列好，按10-1、10-2、、、10-6依次编号。在无菌条件下，用10 ml的无菌移液管吸取10 ml活性污泥，至于90 ml无菌水（内含玻璃珠）中，将移液管吹洗3次，用手摇10 min 将颗粒状样品打散；用1 ml 无菌移液管吸取1 ml 10-1浓度的菌液于9 ml的无菌水中，将移液管吹洗三次，摇匀，即为10-2浓度菌液。同法依次稀释到10-6。 涂布用无菌移液管吸取5ml浓度为10-4、10-5、10-6稀释样品液于平板上，用三角刮刀在平板上旋转涂布均匀。 培养将已涂布的平板置于恒温培养箱培养，正置培养两天。 2.2 对菌种进行初步鉴定 结果观察观察培养出的3种菌落 镜检将培养出的3种菌落进行革兰氏染色，并判断它们的菌属 2.3 单菌种的扩大培养 将沾有上述3种菌种的接种环分别送入3个液体培养基中（锥形瓶编号1-3），使环上的菌种全部进入培养基中，抽出接种环并灼烧。轻轻摇动，使菌体在液体培养基中分布均匀，
分析国内外印染废水脱色处理技术概要
分析国内外印染废水脱色处理技术概要 Fenton试剂是H2O2和FeSO4按一定比例混合而成的一种强氧化药剂。Fenton试剂在处理废水过程中除具有氧化作用外，还兼有混凝作用，因此脱色效率较高。近年来在染料及废水的脱色处理中得到了日益广泛的应用，传统的H2O2氧化目前都以Fenton试剂的形式出现。为了全面了解Fenton试剂对各种染料的脱色能力，Kuo，W，G[11]选用了覆盖90%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(pH<3)，平均脱色率可达97%，COD去除率亦可达90%。在实际应用过程中，一般可选用无机酸调节废水pH为2～5，再加用H2O2/Fe2+处理，在用Fenton试剂处理后，为进一步发挥Fe3+混凝作用，还可再调整pH值并加入少量高分子助凝剂[12]。 高级氧化法脱色被认为是一种很有前途的方法。所谓高级氧化法如UV+H2O2、UV+O3，因为在氧化过程中产生羟基自由基，其强氧化性使染料废水脱色[13]。经研究发现它对偶氮染料的脱色很有效，在实际生产中与某些化学辅助剂会提高脱色效果，而且UV+H2O2方法处理偶氮型活性染料产生的降解产物对环境完全无害。最近的研究发现二氯三嗪基型偶氮类活性染料使用UV+H2O2方法脱色也有很好的效果[14]。 因此，采用高级氧化法脱色可作为生物处理的预处理。高级氧化法的一个严重不足之处是处理费用较高，从而限制了它的广泛使用。 2.3混凝脱色处理技术 2.3.1染料的水溶性染料的混凝脱色效果与其在水中的存在状态密切相关，而染料在水中的存在状态又取决于其分子结构与物理化学特性。染料在印染废水中有三种存在状态：溶解态、胶体态和悬浮态。弱酸性染料一般为单偶氮或双偶氮类，结构较为复杂，分子中含-SO3H、-OH等亲水基团，溶解度中等，常温下在水溶液中以接近胶体的状态存在，易被混凝除去，且在pH为3-10的较宽的范围内均具有良好的脱色效果。还原性染料分子结构的基本骨架是分子量较大的多环芳香族化合物，上面含-C=O及-NH-基团，疏水芳香环多而亲水基团少。分散染料常具有偶氮、蒽醌骨架，分子中含-O-、-NH-等极性基团而无-SO3H、-OH 等亲水基团。这两类都属于非离子型的疏水性染料，在水中溶解度极小，稳定性较差，混凝剂加入后易发生凝聚而被除去，且所需混凝剂的量较少。直接染料一般属双偶氮、三偶氮或
染料废水脱色方法
染料废水脱色方法 1 引言(Introduction) 随着经济的快速发展，我国已成为染料生产大国，但随之而来产生了大量的染料废水.除了大量残留的染料外，染料废水中还含有其他有毒有害成分，如重金属离子.因此，染料废水具有成分复杂、色度、浓度高、难生物降解、水量水质变化大等特点，成为较难处理的工业废水之一。 孔雀绿是常见的三苯基甲烷类染料之一，常作为丝织品、毛织品、棉布等的染色剂.虽然孔雀绿具有高毒性、致突变性和较强的生物毒性等特性，但因其成本低廉、杀菌效果显著，因此，目前仍被广泛应用在纺织和水产养殖业.重金属通常应用于纺织染料工业的不同生产过程中，因此，染料废水中存在各种不同浓度的重金属，其中，Cr(Ⅵ)的含量最高，而Cu(Ⅱ)次之.研究发现，极少量的重金属离子就能产生明显的中毒反应，且通过食物链被较高级的生物成倍地富集在体内，且会使生物体内的酶、蛋白质等失活，同时它无法被微生物降解，最终累积在器官中，严重损害着人体健康和生态环境。染料废水中残留染料与重金属离子经常并存，这种复合污染具有更高的生物、细胞毒性。 染料脱色一般分为物理化学法和生物法，物化法使用方便、见效快，但成本高、二次污染严重;生物法运行费用低，处理效果显著且不会造成二次污染，是环境友好的处理方法，因而受到广泛关注。但重金属通过影响微生物体内酶的生成或酶的活性抑制微生物对染料的降解。因此，如何提高染料与重金属构成的复合污染中染料的生物降解效率成为该类废水处理的难点之一.
EDTA(乙二胺四乙酸二钠)是一种常见的鳌合剂，生成的络合物在中性或碱性条件下稳定系数非常大.在一般情况下，这些螯合物的配合比都是1:1(鞠峰等, 2011).EDTA与配位离子形成环状结构，金属离子取代配位原子上的氢而进入鳌合环中，使金属离子钝化，降低其毒害作用。但目前关于采用环境中广泛存在的螯合剂减少与染料共存的重金属离子的毒性，提高染料降解效率的研究少有报道.根据之前的研究发现，某些微生物可能会将Cr(Ⅵ)还原成Cr(Ⅲ)，因此，本研究拟采用EDTA降低Cr(Ⅵ)的毒性，从而提高Cr(Ⅵ)共存时微生物降解孔雀绿的效率.采用筛选出的高效好氧菌Burkholderia cepacia C09G降解孔雀绿，研究EDTA对重金属共存时降解孔雀绿的影响，同时优化EDTA鳌合Cr(Ⅵ)的最佳浓度.通过此研究以提高在重金属共存时染料的去除效率，为复杂废水的治理奠定一定的理论基础. 2 材料与方法(Materials and methods)2.1 试剂与仪器 试剂：葡萄糖、KH2PO4、Na2HPO4·2H2O、MgSO4、FeCl3·6H2O、KNO3、孔雀绿(MG)、K2CrO7、EDTA等均为分析纯. 仪器：SKY-2102型立式双层恒温培养摇床、SPX-2508-Z型生化培养箱、722N 型可见光光度计、PHS-3C型精密pH计、AA-240型原子吸收光谱仪. 2.2 试验菌种与培养基 本试验所用菌种为Burkholderia cepacia C09G(B. Cepacia C09G).LB培养基：牛肉膏5 g·L-1，蛋白胨10 g·L-1，NaCl 10 g·L-1，分装在100 mL的三角烧瓶中，每瓶装量为30.0 mL，121 ℃灭菌15 min.降解培养基：葡萄糖6.0
真菌在染料脱色中的应用及其酶学研究进展
第32卷第4期2009年12月 辽宁师范大学学报(自然科学版)Jour nal of L iao ning N ormal U niver sity (N atural Science Edit ion) Vo l.32 No.4Dec. 2009 文章编号:1000 1735(2009)04 0480 04真菌在染料脱色中的应用及其酶学研究进展 靳奇峰1, 时胜男1, 焦庆祝1, 曲媛媛2, 周集体2, 苟 敏2 (1.辽宁师范大学化学化工学院,辽宁大连 116029;2.大连理工大学环境与生命学院,辽宁大连 116024) 收稿日期:2009 07 03 基金项目:国家自然科学基金项目(50608011) 作者简介:靳奇峰(1976 ),男,吉林省吉林市人,辽宁师范大学讲师,博士. 摘 要:染料已成为世界严重污染问题的主要原因.尤其是排放到环境中的有色污水,不仅因为其有色度污染,还在 于废水中的染料及其分解产物不但有毒还会使机体产生变异,对人类的生存环境造成巨大的威胁.真菌被誉为是降解 染料最有效的微生物资源.近年来,许多学者对真菌及其酶系(主要是木质素降解酶系)脱色染料废水进行了广泛的研 究.对真菌在染料脱色中的应用及其酶学的最新研究进展如生物反应器进行归纳,并总结各种影响因素如pH 值、温 度、重金属等对脱色效率的影响. 关键词:真菌;木质素降解酶系;染料;脱色 中图分类号:Q933 文献标识码:A 随着印染工业的迅速发展,染料废水已成为当前最主要的水体污染源之一[1 2].废水中含有多种具有生物毒性的有机物,而废水中残存的染料组分,即使浓度较低,排入水体也会降低水体透光率,破坏水体生态系统.染料废水处理技术多种多样,主要有物理法、化学法、物理化学法以及生物法等.生物法是目前应用最广泛的废水处理技术,具有运行费用低、安全、无二次污染、对环境友好型等优点.迄今,发现多种脱色染料的微生物资源,主要有真菌、细菌和藻类3种.经研究发现,真菌(主要是白腐真菌)能在好氧条件下降解多种难降解有机物,特别是对近年来日益增加的人工合成染料,具有独特的脱色能力,因此,在环境保护领域显示出了卓越的应用前景. 1 染料脱色真菌资源 近年来,真菌在染料脱色中的应用受到极大关注,目前已报道的脱色真菌多达几十种.白腐真菌是目前研究最多、染料脱色过程中最有效的真菌资源.1980年,Eaton 等首次报道白腐真菌(P haner o chaett chr y sosp or ium )对含木质素的纸浆和造纸废水的生物脱色[3],从此展开了真菌对染料生物脱色的研究.各种白腐真菌如黄孢原毛平革菌(P haner ochaete chr y sosp or ium )、特罗格粗毛盖菌(Funaliatr o gii )、采绒革盖菌(Tr ametes ver sicolor )、烟管菌(Bj er kander a sp.)、杂色云芝(Cor iolus ver sicolor )、朱红密孔菌(Py cnop oror us cinnabar inus )等均被报道具有脱色能力 [3].白腐真菌对染料的高效脱色特性, 使其成为环境工程研究的热点之一.2 脱色酶资源及其分子生物学研究进展 近年来,许多研究表明,真菌降解染料主要是由于其具有非特异性和非选择性的胞外酶系.白腐真菌产生的木质素降解酶系为非底物专一性酶,分泌到细胞外对多种有机物和染料具有广谱的氧化降解作用.木质素降解酶系主要由漆酶(Laccase)、锰过氧化物酶(M ang anese dependent Perox idase,M np)、木素过氧化物酶(Lignin Perox idase,Lip)组成. 2.1 漆酶 漆酶是广泛分布于自然界的1种含铜的多酚氧化酶.漆酶可催化大量酚类化合物和芳香胺等难降解物质,而且在还原介质的存在下,可进一步的扩大漆酶的底物范围.漆酶催化底物机制表现在底物自由基的形成和漆酶分子中4个铜离子的相互协同作用,漆酶活性位点催化氧化机制如图1所示.
染料废水的脱色方法_张林生
专论与综述 染料废水的脱色方法 张林生,蒋岚岚 (东南大学环境工程系,江苏 南京210096) [摘要]综述了染料废水的污染特征和混凝、电解、氧化、吸附、生物降解等各种脱色方法,分析了相 应的脱色机理,并介绍了染料废水的组合处理方法。 [关键词]染料废水;脱色;处理方法 [中图分类号]X703 [文献标识码]A [文章编号]100621878(2000)0120014205 1 染料废水的来源和性质 染料废水主要来源于染料及染料中间体生产行业,由各种产品和中间体结晶的母液、生产过程中流失的物料及冲刷地面的污水等组成。 我国染料工业具有小批量、多品种的特点,大部分是间歇操作,废水间断性排放,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(COD为1000～10万m g L)、色度深(500～50万倍)。废水中的有机组分大多以芳烃及杂环化合物为母体,并带有显色基团(如-N=N-、-N=O)及极性基团(如-SO3N a、-OH、-N H2)。废水中还含有较多的原料和副产品,如卤化物、硝基物、苯胺、酚类等,以及无机盐如N aC l、N a2SO4、N a2S等。由于染料生产品种多,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COD高,而BOD COD值较小,可生化性差;二是色度高,且组分复杂。COD的去除与脱色有相关性,但脱色问题困难更大。 [收稿日期]1999202202 [作者简介]张林生(1944-),男,江苏省常州市人,南京东南大学环境工程系主任、副教授,硕士,主要从事水污染控制与水处理技术的研究。 T re a t m e nt of W oo le n2D ye ing W a s tew a te r by T i O2F il m2S o la r P ho toca ta ly tic O x ida tion P roce s s SUN Shang2m ei,KAN G Zheng2jin W E I Zh i2fang (D ep a rt m en t of Che m istry,Y anbian U n iversity of S cience and T echnoloty,Y anj i133002,Ch ina) Abstract:W oo len2dyeing w astew ater w as treated in a so lar p ho tocatalytic ox idati on reacto r m ade of glass and filled w ith sho rt glass tubes.T he su rface of the tubes w as covered w ith T i O2fil m by so l2gel p rocess.T he w astew ater w as recycled in the reacto r by a subm erged w ater m icropum p and the air w as i m b ibed at the sam e ti m e to supp ly oxygen.T he influence of so lar radiati on ti m e,o riginal pH of influen t and quan tity of supp lied oxygen on COD rem oval efficiency w as studied.T he resu lts show that the treatm en t efficiency of the p rocess is better than that of b i o logycal treatm en t p rocess and that of pho tocatalytic ox idati on p rocess w ith su spend2 ed catalyst.T he catalyst of the p rocess can be con tinuou sly u sed w ithou t separati on and recovery,m ak ing the p rocess su itab le to indu strial u tilizati on. Keywords:pho tocatalytic ox idati on;T i O2fil m;w astew ater treatm en t.
脱色剂在印染废水处理中的应用
脱色剂在印染废水处理中的应用 本文档由杯子客整理提供分享，供学习交流之用。版权归著作公司所有，谢谢合作 近年来，印染废水脱色研究十分活跃，根据处理方法不同可分为两大类，即生化法和物化法。物化法包括吸附、混凝、中和等，生化法包括活性污泥法、生物转盘等。实际水处理工程中常常是多种方法组合，以便取得最佳的效果。本文将对吸附脱色和絮凝脱色作一综述。 1 吸附法 吸附法是采用活性炭、粘土等多孔物质的粉末或颗粒与废水混合，或使废水通过由其颗粒状物组成的滤床，使废水中染料等污染物质吸附于多孔物质表面等而除去。吸附脱色的一个主要优点是通过吸附的作用可将染料从水中去除，吸附过程保留了染料的结构[1]。 1.1 活性炭吸附剂 活性炭对染料具有选择性，其脱色性能顺序依次为碱性染料、直接染料、酸性染料和硫化染料[1]。通常活性炭由动物性炭、木炭、沥青炭等含炭为主的 物质经高温炭化和活化而成。活性炭微孔多、大中孔不足、亲水性强，限制了大分子及疏水性染料的内扩散，适用于分子量不超过400的水溶性染料分子脱色，对大分子或疏水性染料的脱色效果较差[2]。采用活性炭可以有效去除废水中的活性染料、碱性染料、偶氮染料。在一定条件下，活性炭还可直接吸附某些重金属离子。另外，活性炭吸附水溶性染料时，吸附率高，但不能吸附悬浮固体(SS)及不溶性染料。活性炭虽然吸附性能优良，但由于再生困难，成本高，一般应用于浓度较低的染料废水处理或深度处理。对于中小企业而言，往往需要价格便宜、原材料易得的吸附剂来处理废水[3]。 1.2 矿物吸附剂 有机膨润土水处理剂具有原料丰富、价格低廉、制备方法简单、吸附性能良好的特点。目前，有关新型膨润土吸附剂在废水处理中应用的研究已涉及去除重金属离子、去除有机污染物、脱色、脱磷、除臭等诸多领域，且实验室已制得效果良好的产品。膨润土是以蒙脱石为主要成份的粘土，蒙脱石是2：1型层状硅铝酸盐，在层间具有可交换的钙、镁、钠等离子，膨润土颗粒表面往往存在负电荷和正电荷，负电荷又包括恒定负电荷和pH控制负电荷，这些性质决定了膨润土具有良好的吸附、离子交换等性能，在印染废水处理中获得了广泛的应用[4]。赵东源等利用天然蒙脱土处理含酸性阳离子染料废水，研究发现脱色率可达90%以上，COD去除率高达96.9%，蒙脱土是通过吸附机理去除色素的，并具有操作简单，周期适中，
染料废水处理的基本方法
1. 染料废水处理现状及国内外研究进展 染料不但具有特定的颜色，而且结构复杂，以高分子络合物为多，结构很难被打破，生物降解性较低，大多都具有潜在毒性，在环境中的归趋依赖于很多未知因子。加之染料生产具有品种多、批量少、更新快的特点，致使染料废水难找到行之有效的处理方法。染料废水的处理方法很多，下面分别对其作简要介绍。 1.1膜分离法 膜分离法是利用特殊的薄膜对液体中的某些成分进行选择性透过的方法的统称，常用的膜分离方法有渗析、电渗析、超滤和反渗透。膜分离技术用于染料废水处理始于上个世纪 70 年代初，膜分离技术有澄清、浓缩作用，最主要的是具有从连续流动系统中分离染料的功能。膜技术处理染料废水可将废水分离为浓缩液和透过液。其中浓缩液可用于染料回收，透过液也可回用，用于染料的生产。这样做既可以实现废水的有效处理也使得染料不随排水流失，又不会造成水质污染.Ismail Koyuncu 用DS5-DK型纳滤膜处理染槽废水(废水中含活性黑 5、活性蓝9、活性橙 16、和NaCl)，结果表明，该纳滤膜对染料的截留率在 99%以上，透过液几乎无色，该膜的通量受染料浓度的影响较大，在染料浓度恒定时，通量随染料浓度的增加而减小。蔡惠如等通过采用纳滤技术分别对配制染料废水和实际染料废水的染料截留和脱色进行实验，发现纳滤对染料废水的脱色率很高，对染料含量 1000mg/L的进水，脱色率大于99%。膜分离法具有能耗低、工艺简单、不污染环境等特点。但是膜分离技术由于浓差极化、膜污染及膜的价格较贵，更换频率较快，使处理成本较高，从而严重阻碍了膜分离技术的更大规模的工业应用。 1.2萃取法 萃取实质是采用与水不互溶但能很好溶解污染物的萃取剂，使其与废水充分混合触后，利用污染物在水和溶剂中不同的分配比分离和提取污染物，从而净化废水。萃取法处理染料废水是利用不溶或难溶于水的溶剂将染料分子从水中萃取出来。常用的萃取法有溶液萃取、电泳萃取、液膜法等。Pandit等采用可逆胶囊液-液萃取方法，通过把有机染料(有机相)与水相分离而使废水得到处理。他们的研究表明，在阳离子十六烷基三甲基溴胺表面活性剂存在下，阴离子甲基橙从水中得到有效地分离；在阴离子十二烷基苯硫酸盐表面活性剂存在下，戊基乙醇作为萃取溶剂，阳离子亚甲基蓝也得到有效分离。陈敬润等以天然植物油为膜液，含聚四氟乙烯涂层的聚丙烯平板膜(PPsT)作为支撑膜，研究了支撑液膜（SLM）系统去除和回收水溶液中分散染料阳离子红4G的性能及影响因素，在最佳条件下，100 mg/L的染料溶液其去除率达到94.1%。近年来液膜技术发展较快，利用液膜技术萃取含染料废水中的染料物质，具有明显的经济效益和环境效益。
结晶紫脱色菌的筛选及脱色特性研究
结晶紫脱色菌的筛选及脱色特性研究 前言：我校求索溪的水体为污水。污染它的原因是多方面的，当然这不在此次实验的研究范围内，所以就不涉及了。我国是联合国认定的“水资源最为紧缺”的13个国家之一，人口的增长，工业化、城市化以及灌溉对水的需求量日益增加，再加上水资源本身分布不均、水污染、水生态系统失衡等问题加剧了当前水资源供需矛盾，使我国水资源危机越发凸显，进而成为我国经济发展的严重制约因素之一。造成水体有色的主要因素是染料，根据环境污染治理专家研究发现，治理染料污染最有效的方法是生物法，生物法除了效果明显，也是对环境危害最小，是一种环境友好的除污方法。 本实验即是从生物防治染料污水的角度出发，从求索溪的污水中提取脱色细菌，并对其进行一系列实验，包括染料脱色菌的富集、分离、染料脱色菌的驯化培养、染料脱色菌脱色能力的测定和染料脱色菌生长曲线的测定。 1.实验材料与方法: 1.1菌种来源：求索溪污水 1.1.2染料：结晶紫，最大吸收波长为587 nm 1.1.3培养基： 富集培养基：KH2PO41g，(NH4)2SO41g，MgSO4·7H2O 0.5g，NaCl 0.5g，牛肉膏1g，水1000ml，pH值为7.0，121℃下灭菌20min. 基础培养基：牛肉膏5g，蛋白胨10g, NaCl 5g, 水1000ml，pH 值为7.0, 121℃下灭菌20min. 脱色培养基：基础培养基中分别加入一定量的染料。其中，次甲基蓝的质量浓度是20 mg/L。 1.1.4实验仪器：电热恒温培养箱、光照培养箱、台式高速离心机、752型紫外可见分光光度计、台式压力蒸气灭菌锅、冰箱、电子天平、恒温振荡器
食品加工常用脱色方法汇总
食品加工常用脱色方法汇总 一、根据色素在不同溶剂中的溶解度差别脱色 1．水提醇沉：可去除小部分水溶性色素。 醇提水沉：可除去大部分脂溶性色素。（也可以两种方法交替使用） 2．酸碱沉淀法：例如当杂质色素是一些黄酮、蒽醌等酚酸性成分时，可调节PH3以下，令其析出。 二、根据色素在在两相溶剂中的分配比不同进行脱色 例如当杂质色素是一些黄酮、蒽醌等酚酸性成分时，可采取调节PH到12以上，用有机溶剂萃取的方法。这时由于色素都以解离形式存在，不宜被萃出。 三、根据色素与有效成分吸附性差别进行脱色 1、物理吸附：（吸附力是分子间力） （1）极性吸附剂：如硅胶、氧化铝。可去除亲水性色素。 （2）非极性吸附剂：如活性炭，纸浆、滑石粉、硅藻土。可去除亲脂性色素。 活性炭是一种优良的吸附剂，它对色素、细菌、热原等杂质有很强的吸附能力，并且其还有助滤作用。其内部有大量的微孔和空隙，表面积可达200-500m2/g。吸附原理：由于大多数色素具有共扼双键结构，易吸附。 使用方法：冷吸附法，热吸附法，炭层助滤法，柱层析吸附法。 2、化学吸附 （1）例如可用碱性氧化铝去除一些黄酮、蒽醌等酚酸性色素。 （2）离子交换树脂法：例如黄酮、蒽醌等酚酸性色素可以用阴离子交换树脂除去。 3、半化学吸附 聚酰胺与大孔树脂。吸附原理为氢键作用，大孔树脂还有部分范德华力作用。 聚酰胺可通过分子中的酰胺羰基与酚类、黄酮类的酚羟基形成氢键。也可以通过酰胺键上的游离胺基与醌类、脂肪羧酸上的羰基形成氢键。 四、沉淀法除去色素
代表物质：石灰乳。常用浓度：20％-30％。 脱色原理：石灰乳中钙离子能与部分成分结合成钙螯合物、钙盐沉淀。而沉淀在硫酸作用下，黄酮、蒽醌、酚类、皂苷、部分生物碱与钙离子形成的钙盐可以被分解出来，再溶解到水中。但是鞣质、部分蛋白质、有机酸、极性色素、多糖等不能分解出来。 五、絮凝剂法除去色素 1、食品行业常用的絮凝剂及应用范围 聚丙烯酰胺，常用于饮料工艺、制糖工艺、发酵工艺； 磷酸氢二钠、磷酸三钠，常用于饮料工艺、发酵工艺； 硫酸，常用于啤酒工艺、发酵工艺、淀粉工艺、乳制品加工工艺； 硫酸锌常用于皮蛋工艺、啤酒工艺、发酵工艺； 硫酸亚铁，常用于饮料和啤酒工艺； 2、影响絮凝效果的因素 （1）温度的影响； （2）水体PH值的影响； （3）絮凝剂的性质和结构影响； （4）絮凝剂投加量的影响； （5）搅拌速度和时间的影响； 六、膜分离去除色素 最常用的为超滤技术。 来源：食品研发与生产
染料脱色菌的筛选及脱色特性研究
染料脱色菌的筛选及脱色特性研究 1 前言 水是人类生存之源，发展之本，是环境构成中最活跃的因素。我国常年水资源总储量为2.81万亿m3，居世界第6位，而年总用水量为5 500亿～5 600亿m3，整体上能够满足需求。但由于我国人口众多，人均水资源占有量不足2 150 m3，为世界人均水资源占有量的1/4，位列世界110位，是联合国认定的“水资源最为紧缺”的13个国家之一。而且，随着人口的增长，工业化、城市化以及灌溉对水的需求量日益增加，加之水资源时空分布不均、水污染、水生态系统失衡等问题加剧了当前水资源供需矛盾，使我国水资源危机越发凸显，进而成为我国经济发展的严重制约因素之一。据美国对外关系委员会亚洲研究中心的报告，中国668个城市中440个已出现长期缺水问题。20世纪90年代以来，国家累计投入600亿元治理江河污染，相关部门也大力采取防污治污的措施，使得河流、湖泊、水库的水质基本保持稳定，局部有所改善。但据《中国环境状况公报》显示，2007年我国水污染形势依然严峻，监测的197条河流的407个断面中，Ⅰ～Ⅲ类、Ⅳ～Ⅴ类和劣Ⅴ类水质的断面比例分别为49.9 %、26.5 %和23.6 %。因此，防治水资源污染，提高水环境质量，已成为当务之急。 印染产生的废水主要特点有：①水量大；②浓度高，大部分废水呈碱性,COD 值较高，色泽深；③水质波动大，印染厂的生产工艺和所用染化料，随纺织品种类和管理水平的不同而异，而对于每个工厂，其产品都在不断变化，因此，废水的污染物成分浓度的变化与波动十分频繁；④以有机物污染为主，除酸、碱外,废水中的大部分污染物是天然或合成有机物；⑤处理难度较大，染料品种的变化以及化学浆料的大量使用，使印染废水含难生物降解的有机物，可生化性差。 ⑤印染废水的色泽深，严重影响着水体外观。造成水体有色的主要因素是染料。可见印染废水是较难处理的工业废水之一。目前全世界染料年总生产量在60 万t 以上，其中50 %以上用于纺织品染色；而在纺织品印染加工中，有10 %～20 %的染料作为废物排出。印染废水的色度严重，用一般的生化法难以去除。染料废水的污染，势必影响到人畜饮水安全、水体养殖生产、农业种植等各方面，应采取得力措施进行防控和处理染料污水。根据环境污染治理专家研究发现，治理染
脱色方法
脱色方法汇总 一、根据色素在不同溶剂中的溶解度差别进行除去属于最常用、最简单、也是效果比较差的方法。 1．水提醇沉：可去除小部分水溶性色素。 醇提水沉：可除去大部分脂溶性色素。（也可以两种方法交替使用） 2．酸碱沉淀法：例如当杂质色素是一些黄酮、蒽醌等酚酸性成分时，可调节PH3以下，另其析出。 二、根据色素在两相溶剂中的分配比不同进行除去 例如当杂质色素是一些黄酮、蒽醌等酚酸性成分时，可采取调节PH到12以上，用有机溶剂萃取的方法。这时由于色素都以解离形式存在，不宜被萃出。 三、根据色素与有效成分吸附性差别进行分离 1．物理吸附：（吸附力是分子间力） （1）极性吸附剂：如硅胶、氧化铝。可去除亲水性色素。 （2）非极性吸附剂：如活性炭，纸浆、滑石粉、硅藻土。可去除亲脂性色素。 活性炭是一种优良的吸附剂，它对色素、细菌、热原等杂质有很强的吸附能力，并且其还有助滤作用。其内部有大量的微孔和空隙，表面积可达200-500m2/g。吸附原理：由于大多数色素具有共扼双键结构，易吸附。 使用方法：冷吸附法，热吸附法，炭层助滤法，柱层析吸附法。 2．化学吸附： （1）例如可用碱性氧化铝去除一些黄酮、蒽醌等酚酸性色素。 （2）离子交换树脂法：例如黄酮、蒽醌等酚酸性色素可以用阴离子交换树脂除去。 3．半化学吸附：聚酰胺与大孔树脂。吸附原理为氢键作用，大孔树脂还有部分范德华力作用。 聚酰胺可通过分子中的酰胺羰基与酚类、黄酮类的酚羟基形成氢键。也可一通过酰胺键上的游离胺基与醌类、脂肪羧酸上的羰基形成氢键。 四、沉淀法除去色素 代表物质：石灰乳。常用浓度：20％-30％。 脱色原理：石灰乳中钙离子能与药液中的有效成分及杂质结合成钙螯合物、钙盐沉淀。而沉淀在硫酸作用下，黄酮、蒽醌、酚类、皂苷、部分生物碱与钙离子形成的钙盐可以被分解出来，再溶解到水中。但是鞣质、部分蛋白质、有机酸、极性色素、多糖等不能分解出来。 五、絮凝剂法除去色素 1．常用的絮凝剂分以下几种： （1）明胶类：鞣质影响药液稳定性且容易变色。可利用明胶与鞣质行政络合物，与水中悬浮颗粒一起沉淀 （2）ZTC1+1天然澄清剂： 分为四种：I型：除蛋白型 II型：脱色澄清型 III型：中药口服液与颗粒剂型，可代替醇沉法，起到去除不稳定成分和助滤作用。
粉状活性炭脱色在水处理的应用
近年来，印染废水脱色研究十分活跃，根据处理方法不同可分为两大类，即生化法和物化法。物化法包括吸附、混凝、中和等，生化法包括活性污泥法、生物转盘等。实际水处理工程中常常是多种方法组合，以便取得最佳的效果。本文将对吸附脱色和絮凝脱色作一综述。 1.吸附法及疏水性染料的内扩散，适用于分子量不超过400的水溶性染料分子脱色，对大分子或疏水性染料的脱色效果较差。采用活性炭可以有效去除废水中的活性染料、碱性染料、偶氮染料。在一定条件下，活性炭还可直接吸附某些重金属离子。另外，活性炭吸附水溶性染料时，吸附率高，但不能吸附悬浮固体(SS)及不溶性染料。活性炭虽然吸附性能优良，但由于再生困难，成本高，一般应用于浓度较低的染料废水处理或深度处理。对于中小企业而言，往往需要价格便宜、原材料易得的吸附剂来处理废水。 1．2矿物吸附剂 有机膨润土水处理剂具有原料丰富、价格低廉、制备方法简单、吸附性能良好的特点。目前，有关新型膨润土吸附剂在废水处理中应用的研究已涉及去除重金属离子、去除有机污染物、脱色、脱磷、除臭等诸多领域，且实验室已制得效果良好的产品。膨润土是以蒙脱石为主要成份的粘土，蒙脱石是2：1型层状硅铝酸盐，在层间具有可交换的钙、镁、钠等离子，膨润土颗粒表面往往存在负电荷和正电荷，负电荷又包括恒定负电荷和pH控制负电荷，这些性质决定了膨润土具有良好的吸附、离子交换等性能，在印染废水处理中获得了广泛的应用。赵东源等利用天然蒙脱土处理含酸性阳离子染料废水，研究发
现脱色率可达90％以上，COD去除率高达96．9％，蒙脱土是通过吸附机理去除色素的，并具有操作简单，周期适中，易再生和投资少等特点。 王琪全等研究了麦饭石对水溶性染料直接耐酸大红4BS的吸附作用。研究结果表明，麦饭石对染料的吸附较好地符合Langmuir方程，且对染料溶液及实际废水具有良好的脱色率和COD去除率。我国麦饭石资源丰富，开辟麦饭石吸附脱色技术，前景广阔。裘祖楠等研究了用凹凸棒石粉末作为吸附剂去除染色废水，脱色效果明显，对阳离子和活性染料脱色效果尤其显著。值得注意的是，矿物的脱色机理除了吸附作用外，还具有絮凝和离子交换吸附的综合作用。 1．3煤、炉渣吸附剂 煤、炉渣作为工业废物，具有微孔多、表面积大的特点对印染废水中分子量较大，非极性染料和助剂等都具有很好的吸附效果，当煤渣微孔与被吸附物质的颗粒直径大小越相近时，吸附效果越好。XX 市绢麻纺织印染厂用煤渣对印染废水进行脱色，所采用的煤渣的空隙率达72．8％，该煤渣对不同类型染料的吸附脱色率在62．5％~99．5％之间用。煤渣是一种不需再生，不需费用的吸附物质，对单一和多种染料组成的各种印染废水都具有良好的处理效果，脱色率一般大于96％。 用粉煤灰作脱色的吸附剂，其投资和运行费用明显低于活性炭，因此，在经济上较为合理。X竹青网研究结果表明粉煤灰对活性染料艳红x．3B和活性艳红x．8B具有良好的脱色效果。
染料废水脱色的混凝处理(一)
染料废水脱色的混凝处理(一) 摘要：阐明了染料废水的污染特征来源及混凝的脱色机理和方法,探讨了无机混凝剂和有机混凝剂在印染废水脱色处理中的应用,介绍了国内外染料脱色的新技术工艺，并在此基础上对染料废水的脱色混凝进展进行了评述。 关键词：废水处理脱色混凝 随着我国工业的发展，印染废水已成为我国目前主要有害、难处理的工业废水之一。随着染料工业的飞速发展和后整理技术的进步,新型助剂、染料、整理剂等在印染行业中被大量使用,进一步加重了印染废水脱色处理的难度。印染废水属于含有一定量有毒物质的有机废水,含有残余染料、染色助剂、酸碱以及一些重金属,其中残余染料及助剂构成了废水中有机污染物的主要成分,并使废水带有特殊的颜色.因此,如何使印染废水脱色是处理的重要问题，脱色方法的研究也成为印染废水处理的重要课题。 混凝法是向废水中添加一定物质,通过物理或化学的作用,使原先溶于废水中或呈细微状态、不易沉降、过滤的污染物集结成较大颗粒,以便于分离的方法。印染废水处理的方法很多,物理方法包括吸附法、膜分离技术、超声波气振法、高能物理法;化学方法包括化学混凝法、臭氧氧化法,芬顿试剂氧化法、湿式空气氧化法、超临界水氧化法、焚烧法;电化学法包括电混凝法、电气浮法、电氧化法、微电解法;光化学氧化法包括光分解、光激发氧化、光催化氧化等。其中混凝法具有成本较低,操作简单而有效等优点,成为工业用水和废水处理的重要手段。 1染料废水的来源及特点 染料废水是主要有害的工业废水之一，主要来源于染料及染料中间体生产行业,由各种产品和中间体结晶的母液、生产过程中流失的物料及冲刷地面的污水等组成。 我国染料工业具有小批量、多品种的特点,大部分是间歇操作,废水间断性排放,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(COD为1000～10万mg/L)、色度深(500～50万倍)。废水中的有机组分大多以芳烃及杂环化合物为母体,并带有显色基团及极性基团。废水中还含有较多的原料和副产品,如卤化物、硝基物、苯胺、酚类等,以及无机盐如NaCl、Na2SO4、Na2S等。由于染料生产品种多,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COD高,而BOD/COD值较小,可生化性差；二是色度高,且组分复杂。COD的去除与脱色有相关性,但脱色问题困难更大。 2染料分类及发色机理 2.1染料分类 2.1.1直接染料 直接染料一般属双偶氮、三偶氮或二苯乙烯型结构,分子中亲水基团含量较高,水溶性好,溶解度大,在水溶液中直接染料分子一般呈直线形展开,几个芳环位于同一个平面内。染料分子可通过基团之间的氢键相互缔合,有较大的聚集倾向,在水溶液中以胶体形态存在,较易被化学混凝法去除。 2.1.2活性染料 活性染料有单偶氮型、蒽醌型、酞菁型等。活性染料在水中的分散状态随其结构而变。分子量大或芳环呈平面者易发生缔合,形成大分子基团而易被除去;分子量小且芳环不在一个平面内,多以接近真溶液的状态存在,混凝去除率下降。 2.1.3还原染料 还原染料分子结构的基本骨架是分子量较大的多环芳香族化合物,疏水芳香环多 而亲水基团少,它与分散染料均属于非离子型的疏水性染料,在水中溶解度极微,主要以疏水性的悬浮微粒存在,稳定性较差,混凝剂加入后易发生凝聚而被除去。
微生物在染料脱色中的应用及其机理
收稿日期:2000-08-22 作者简介:郝鲁江(1972-),男,山东省济南市人,山东轻工业学院讲师,硕士,主要从事微生物学理论及应用的研究。 微生物在染料脱色中的应用及其机理 郝鲁江1,许 平2 (11山东轻工业学院食品工程系,山东济南 250100; 21山东大学微生物技术国家重点实验室,山东济南 250100) 摘要: 本文系统介绍了染料按化学结构及应用的分类、 染料结构与生色机理的关系,染料脱色微生物,脱色机理及其相关的遗传背景。 关键词: 微生物;染料;脱色;机理 中图法分类号:X172 文献标识码:A 文章编号:1004-4280(2001)02-0052-05 染料是纺织、印染等染色废水的主要污染物。染料脱色是印染废水治理的关键环节。利用微生物氧化、分解、吸附废水中有机物从而净化废水的方法称为废水的生物处理。微生物用于降解、转化物质有如下优势[1]:个体小,比表面积大,代谢速率快;种类繁多,分布广泛,代谢类型多样降解酶专一性强,且很多酶是在污染物的诱导下产生的;微生物繁殖快,易变异适应性强;等等。这些特点使得微生物在降解、转化物质方面有着巨大的潜力。 研究染料脱色微生物已经有相当长的一段时间,并发现了许多有染料脱色能力的微生物,如细菌中的假单胞杆菌[2](Pseudomonas ),藻类中的普通小球藻[3](Chlorella valgaris )、蛋白核小球藻[3](Chlorella pyrenoidosa ),真菌中的黄孢原毛平革菌[4-7](Phanerochaete chrysospori 2um )等。本文介绍了染料的分类及其生色机理、染料脱色微生物、脱色机理等方面的内容。1 染料的分类、结构及生色机理 111 染料的分类 染料的分类方法有两种[8-10]:其一是根据染料的化学结构;其二是按照染料的应用方法。以染料分子中类似的基本结构作为分类依据,如靛族、芳甲基、酞菁等。表1列出了部分染料及其共同的基团。 根据染料的应用方法和应用性能可将染料分为直接染料、硫化染料、还原染料、酸性染料、酸性络合染料、活性染料、纳夫妥染料(冰染染料)、氧化染料、分散染料和阳离子染料等。 分离、筛选染料脱色微生物并测定其脱色能力,基础工作应选定染料。一般来说,分离、筛选染料脱色微生物应选用“按化学结构分类”的染料,主要目的在于判断脱色机制可能作用的基团和价键;而测定微生物染料脱色的能力则常选择“按应用分类的染料,以便取得与实际生产更接近的结果。 第15卷第2期 2001年6月山 东 轻 工 业 学 院 学 报JOURNAL OF SHANDON G INSTITU TE OF L IGHT INDUSTRY Vol.15No.2J un.2001