结晶紫脱色菌的分离、筛选、鉴定及降解性能研究

论文摘要

合成染料被广泛用于纺织,印刷工业及染坊。在生产和使用过程中,约有10%～15%的染料会被排放到环境中。印染废水具有高色度、高化学稳定性和较强的生物毒性,若不经过适当地处理,会对环境产生严重的污染。在各种处理方法中,生物法显得更经济有效,更环境友好。结晶紫属三苯甲烷类染料,在工业中应用广泛。目前已有一些有关细菌降解结晶紫的报道。本研究从福州某印染有限公司活性污泥中筛选分离得到八株对结晶紫染料有脱色能力的细菌,分别编号为F1～F8,其中脱色效果最优的一株菌F7经鉴定为嗜麦芽寡养单胞菌。对影响F7菌脱色能力的因素进行了研究。该菌在pH值7.0、温度35℃、盐度0.5%、5%接种量、摇床转速为150 r/min、培养时间为8 h的条件下,对60 mg/L结晶紫溶液的脱色率达95.7%。用甘蔗渣固定化菌株F7,培养1h对20 mg/L结晶紫溶液的脱色率可达96.6%,且重复利用七次后脱色率仍达94%。研究还表明菌F7降解结晶紫的酶为胞内酶,无需诱导产生。采用傅里叶变换红外光谱、紫外-可见光谱、高效液相色谱对结晶紫降解后的产物进行初步分析。紫外-可见光谱显示位于589 mn处的特征吸收峰和位于紫外光区220 nm-350 nm处的吸收峰几乎完全消失,说明结晶紫的共轭体系被打破。红外光谱显示在1586.47 cm-1、1176.79 cm-1、893.93cm-1处的苯环特征吸收峰消失,说明结晶紫苯环结构已经被菌体降解破坏。高效液相色谱表明降解的过程中可能出现保留时间分别为4.346、5.972、6.388、10.137 min的四种中间产物,中间产物可被进一步降解。最后探讨了单菌株和混合菌群在印染工业废水中的处理,由于实际废水成分复杂,混合菌的处理效果优于单一菌株。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 中文摘要
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 染料概况
• 1.2.1 染料的分类
• 1.2.2 世界染料工业的产量
• 1.2.3 染料结构与脱色关系
• 1.3 印染废水的污染
• 1.3.1 印染废水的来源
• 1.3.2 印染废水的特点及处理难点
• 1.3.3 印染废水的毒性及危害
• 1.4 印染废水的处理技术
• 1.4.1 物化法
• 1.4.2 化学法
• 1.4.3 生物法
• 1.4.4 难降解染料废水处理新技术
• 1.5 生物强化技术
• 1.5.1 降解脱色微生物的种类
• 1.5.2 混合菌
• 1.5.3 固定化生物技术
• 1.6 染料降解菌的降解机理
• 1.6.1 降解的酶系
• 1.6.2 染料的降解途径
• 1.6.3 共代谢
• 1.7 本课题研究的意义及内容
• 第2章 结晶紫高效脱色菌的筛选与鉴定
• 2.1 前言
• 第一部分 结晶紫脱色菌的筛选
• 2.2 实验材料与方法
• 2.2.1 实验材料
• 2.2.2 实验方法
• 2.3 结果与讨论
• 2.4 小结
• 第二部分 菌株的鉴定
• 2.2 实验材料与方法
• 2.2.1 实验材料
• 2.2.2 鉴定方法
• 2.3 结果
• 2.3.1 染色结果
• 2.3.2 培养特征观察结果
• 2.3.3 生理生化特征测定结果
• 2.4 小结
• 第3章 结晶紫脱色菌脱色条件的研究
• 3.1 前言
• 3.2 实验材料与方法
• 3.2.1 实验材料
• 3.2.2 实验方法
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 菌体生长曲线的测定
• 3.3.2 脱色条件的研究
• 3.3.3 不同金属离子的影响
• 3.3.4 对其它染料脱色效果的研究
• 3.4 本章小结
• 第4章 甘蔗渣固定化F7菌对染料结晶紫的脱色研究
• 4.1 前言
• 4.2 实验材料与方法
• 4.2.1 实验材料
• 4.2.2 实验方法
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 甘蔗渣加量的影响
• 4.3.2 培养时间的影响
• 4.3.3 脱色时间的影响
• 4.3.4 染料质量浓度的影响
• 4.3.5 重复脱色实验
• 4.4 本章小结
• 第5章 F7菌对结晶紫的降解机理初探
• 5.1 前言
• 5.2 实验材料与方法
• 5.2.1 实验材料
• 5.2.2 实验方法
• 5.3 结果与讨论
• 5.3.1 静止活菌体与死亡菌体对结晶紫的脱色能力比较
• 5.3.2 脱色酶的诱导性的证实实验
• 5.3.3 脱色酶的位置确定实验
• 5.3.4 代谢产物的初步分析
• 5.4 本章小结
• 第6章 脱色菌处理印染废水初探
• 6.1 前言
• 6.2 实验材料与方法
• 6.2.1 实验材料
• 6.2.2 实验方法
• 6.3 结果与讨论
• 6.4 本章小结
• 结论
• 附录1
• 附录2
• 参考文献
• 攻读学位期间承担的科研任务与主要成果
• 致谢
• 个人简历