簡青霉對水溶液中堿木質(zhì)素的吸附和降解
中國污水處理工程網(wǎng) 時間:2014-3-31 16:29:46
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摘要:通過一系列實(shí)驗(yàn)研究碳源濃度、培養(yǎng)箱轉(zhuǎn)速、堿木質(zhì)素濃度以及菌體活性等因素對簡青霉菌絲球在溶液中吸附堿木質(zhì)素的影響,并探討其生物吸附機(jī)理;確定最佳碳源濃度和轉(zhuǎn)速,分別為10 g/L和150 r/min。當(dāng)堿木質(zhì)素濃度小于0.5 g/L時,吸附效果較好,由菌絲球活性對照實(shí)驗(yàn)以及電鏡照片可知吸附作用主要是由菌絲球的物理結(jié)構(gòu)決定的,與其是否具有活性關(guān)系不大。通過吸附等溫實(shí)驗(yàn)確定菌絲球的最大吸附量為30.3 mg/g,且吸附過程符合Langmuir等溫吸附模型。另外,過氧化氫對木質(zhì)素降解酶影響的實(shí)驗(yàn)證明,木質(zhì)素過氧化物酶和錳過氧化物酶均需要過氧化氫的啟動才能催化降解木質(zhì)素,并且在降解過程中,木質(zhì)素過氧化物酶和錳過氧化物酶的作用遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于漆酶。
自然水體中存在大量的堿木質(zhì)素污染物,如在造紙廠排放的黑液中就含有大量的堿木質(zhì)素,這樣的堿木質(zhì)素污染物很難降解,會嚴(yán)重污染地表水和地下水。近些年來,對于此類工業(yè)有機(jī)廢水采用生物處理技術(shù)的研究越來越多,如生物法處理造紙印染等高濃度有機(jī)廢水的研究,尤其是對染料微生物降解的機(jī)理、降解動力學(xué)及熱力學(xué)方面研究,但這些研究大多集中于應(yīng)用白腐真菌、霉菌等對工業(yè)有機(jī)污染物的降解,例如用黃孢原毛平革菌對印染廢水的處理,降解對象也主要集中于小分子的合成類有機(jī)物;對于簡青霉等軟腐菌只有少量的相關(guān)報道。
簡青霉是一種常見的土壤真菌,在開放系統(tǒng)中是優(yōu)勢菌,在常溫液態(tài)振蕩培養(yǎng)條件下對木質(zhì)纖維素具有很強(qiáng)的降解能力,并且還具有很強(qiáng)的脫色能力,目前它已被證實(shí)很適合用于難降解的工業(yè)和天然有機(jī)物以及高色度有機(jī)廢水的處理。與黃孢原毛平革菌相比,簡青霉的木質(zhì)素過氧化物酶酶活要低很多,錳過氧化物酶活性相近,但簡青霉還可以分泌較多的漆酶、纖維素酶和半纖維素酶,而且作為土壤習(xí)居菌,在轉(zhuǎn)化和降解等量的木質(zhì)素時消耗比白腐菌更少的共用底物,減少了與其他有益共生菌的競爭,在實(shí)際應(yīng)用方面具有一定優(yōu)勢。然而,對于簡青霉降解木質(zhì)素的機(jī)理至今研究很少,未見文獻(xiàn)報道。具體參見http://wlmqsb.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。
本研究在前期工作中發(fā)現(xiàn),簡青霉對溶液中的堿木質(zhì)素具有很好的降解作用,因此,在此基礎(chǔ)上用堿木質(zhì)素水溶液模擬造紙廢水,在開放系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)條件下重點(diǎn)研究碳源濃度、堿木質(zhì)素濃度以及振蕩培養(yǎng)頻率等因素對簡青霉去除堿木質(zhì)素的影響及其機(jī)理,發(fā)現(xiàn)了簡青霉在去除堿木質(zhì)素過程中的吸附現(xiàn)象以及過氧化氫對木質(zhì)素降解酶體系的影響。盡管堿木質(zhì)素水溶液以及整個實(shí)驗(yàn)操作過程與實(shí)際工業(yè)廢水處理相比有些簡單和理想化,這種開放系統(tǒng)的培養(yǎng)方式還是有利于今后運(yùn)用到實(shí)際造紙廢水的微生物處理中去的。
1實(shí)驗(yàn)材料與方法
1.1實(shí)驗(yàn)材料
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