海泡石在印染废水生物脱色中的作用.pdf
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1、第2 9 卷第1 期 2 0 0 8 年1 月 纺织学报 J o u r n a lo f r e x t i l eR e s e a r c h V 0 1 2 9N o 1 J a n 2 0 0 8 文章编号:0 2 5 3 9 7 2 l ( 2 0 0 8 ) 0 l 0 0 8 6 0 5 海泡石在印染废水生物脱色中的作用 吴赞敏,戴晓红,高立红,王瑜 ( 天津工业大学,天津3 0 0 1 6 0 ) 摘要 为提高印染废水的脱色效果,提出一种用于染料脱色菌固定化的载体海泡石,并对酸性红B 染料进行脱 色研究。研究海泡石活化温度、脱色p H 值、温度和菌浓度对脱色率的影响。优化最佳
2、的固定化和脱色条件:活化 温度4 0 0 ,脱色时间7 2h 、3 3 、p H 值为7 0 、菌量为2 ,对酸性红B 脱色率达到9 1 5 。结果表明:当染料质量浓 度低于1 0 0m g L 时,固定于海泡石的脱色菌比游离悬浮菌对印染废水的脱色效果好。 关键词海泡石;固定化;染色废水;脱色菌 中图分类号:x7 9 1文献标识码:A R O l eo fs e p i O l i t ei nb i o l o g i cd e c o l o r i z a t i o no fd y e h O u s ew a s t e w a t e r W UZ a n m i n ,D A I
3、X i a o h o n g ,G A 0L i h o n g ,W A N GY u ( 死n 研nP 0 协e c n 如踟讹“ 妙,彬n3 0 0 1 6 0 ,观i n n ) A b s t r a c tF o re n h a n c i n gt h ed e c o l o r i z i n ge f f e c to fd y e h o u s ew a s t e w a t e r ,ad e c o l o I i n gm e t h o du s i n gb a c t e r i a i m m o b i l i z e do ns e p i o
4、l i t ew a sd e v e I o p e d A n dd e c o l o r i z a t i o no fA c i dR e dBb yi m m o b i l i z e dc e l lw a s i n v e s t i g a t e d T h ee b c t o ft e m p e r a t u r e ,p Hv a l u e , t h ea m o u n to fm y c e l i u mo nt h er a t eo fd i s c o l o 矗z a t i o nw a s s t u d i e d T h e 叩t
5、i m u md e c o l o r i z i n gp r o c e s sc o n d i t i o n sb yb a c t e r i ai m m o b i l i z e do ns e p i o l i t ew e r ea sf o U o w s : p r e t r e a t i n gt e m p e m t u r e4 0 0 ,d e c o l o r i z i n gt i m e7 2h ,3 3 ,p H7 0 ,a n dt h ea m o u n to fm y c e l i u m2 , a n du n d e rt
6、h e s ec o n d i t i o n s91 5 o fd e c o l o r i z i n gr a t eo fA c i dR e dBw a sa c h i e v e d I 、h ee x p e r i m e n t a lI e s u l t s s h o wt h a tw h e nd y ec o n e e n t r a t i o ni s1 e s st h a n1 0 0m g L ,t h ed i s c o l o r i z i n ge f f e c t o fb a c t e r i ai m m o b i l i
7、z e do n s e p i o l i t ei sa d v a n t a g e o u so V e rt h a to ff t e es u s p e n s i o nb a c t e r i a K e yw o r d ss e p i o h t e ;i m m o b i l i z a t i o n ;d y 审h o u s ew a s t e w a t e r ;d e c o l o r i z i n gb a c t e “a 生物处理技术主要是利用微生物的代谢作用, 使溶解在废水中的有机污染物转化为稳定、无害的 物质。应用固定化技术,将微生
8、物通过一定技术手 段使其固着生长,这样有利于提高生物反应器内微 生物的数量,利于反应后的固液分离,有利于去除 高浓度有机物或难生物降解的物质,提高系统处理 能力和适应性,是一项高效低耗的废水处理技术。 活性污泥法是较早的固定化微生物技术,但由 于微生物与载体活性污泥的附着程度不好,在水中 以悬浮态生长,易于从反应器中流失。又由于其与 水的密度差小,所以很难从流出的水中回收微生物 重复利用。2 “。 目前国内外对使用海泡石作为固定化载体的研 究还少有报道,本文利用一种新的固定化载体一海 泡石对脱色菌进行固定化,根据微生物自身生长特 点和需求以及海泡石对它生长的影响,优化最佳的 固定化条件。 1实
9、验部分 1 1 材料与仪器 N a H 2 P 0 。( 分析纯) ,天津市化学试剂六厂; M g S O 。7 H :0 ( 分析纯) ,广州化学试剂厂;蛋白胨( 分 析纯) ;( N H 4 ) :S O 。( 分析纯) ,天津市化学试剂三厂; K :H P O 。( 分析纯) ,天津市化学试剂三厂;C a c l :( 分析 收稿日期:2 0 0 6 一0 8 一1 6修回日期:2 0 0 6 1 l 一1 2 基金项目:“十五”重点学科投资项目( 1 0 7 5 2 0 1 0 4 0 1 0 2 ) 作者简介:吴赞敏( 1 9 5 4 一) ,女,教授,博士。主要研究领域为纺织新材料
10、的染色与整理等。E m a i l :w u z a n m i n 5 4 日p u e d u c n 。 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkR to remove the watermark 第1 期吴赞敏等:海泡石在印染废水生物脱色中的作用 。8 7 纯) ,天津市天达净化材料精细化工厂;葡萄糖( 分析 纯) ,沈阳市新化试剂厂;琼脂( 分析纯) ,中国医药 ( 集团) 上海化学试剂公司;牛肉膏( 分析纯) ,天津市 英博生化试剂有限公司;N a c l ( 分析纯) ,沈阳化学试 剂厂;酸性
11、红B ( 市售) ;海泡石( 河北易县) 。 紫外分光光度计u V 2 4 0 1 P c ( P N2 0 6 8 2 2 0 1 ) ( 日本) ;生化培养箱L R H 1 5 0 ( 上海益恒实验仪器有 限公司) ;电子天平( 沈阳龙腾电子有限公司) ;高速 离心机( 北京医用离心机厂) ;培英H Y G A 全温摇瓶 柜( 太仓市实验设备厂) ;冷冻干燥机( F D 1 B 北京博 医康实验仪器有限公司) ;手提式不锈钢蒸汽消毒器 ( 上海三申医疗器械有限公司) ;马弗炉;电导仪。 1 2 培养基 液体无机培养基:N a H 2 P 0 4 2 H :00 5g ;K :H P 0 4
12、 0 5g ;M 拳0 4 7 H 2 00 2g ;硫酸铵2g ;C a c l 20 1g ;蒸 馏水10 0 0m L 。 固体无机培养基:牛肉膏3g ;N a c l5g ;蛋白胨 5g ;琼脂1 5g ;蒸馏水10 0 0m L 。 1 3 实验方法 1 3 1 灭菌 压力0 1M P a ( 含葡萄糖的培养液0 0 5M P a ) ,时 间2 0I I l i n 。 1 3 2 海泡石活化 高温煅烧法:在马弗炉将海泡石分别在3 5 0 、 4 0 0 、4 5 0 、5 0 0 下煅烧6h ,根据活化前后海泡石质 量计算失质率。 失质率= ( 活化前质量一活化后质量) ,活化前
13、 质量1 0 0 1 3 3 菌悬液制备 将培养和纯化的生物菌种B 5 1 接到5 0m L 的液 体培养基中,在1 2 0r m i n 的摇床上振荡7 2h ,制备菌 悬液。 1 3 4 高效脱色菌株的驯化 在5 0m L 无机培养液中加入酸性红B ,质量浓度 为2 0m g L 。吸取2m L 菌液放入2 0m g L 染料为碳源 的培养液中进行培养,再依次加入4 0 、6 0 、8 0 、 1 0 0m g L 的染料,驯化在高浓度染料废水中可以存 活和降解脱色的菌株。 1 3 5固定化方法及条件优化 1 ) 活化温度与固定化时间。将0 5g 不同活化 温度的海泡石放入5 0m L 无
14、机培养液中,加入0 5g 葡萄糖,接入2m L 驯化好的细菌,放入培养箱静置 1 2h ,使其吸附固定在海泡石载体上,之后将样品放 入摇床,并以该点为零点,每隔2 4h 取样。 2 ) p H 值。用1m 0 1 L 的H c l 或1m 0 1 L 的N a O H 调节无机培养液的p H 值分别为4 0 、5 0 、6 O 、7 0 、 8 0 、9 0 、1 0 0 ,进行固定化,之后测量脱色菌的生长 情况。 3 ) 用慢速定量滤纸( 9 0 烘1 8 0m i n 至恒重) 进 行抽滤,得到海泡石固定化后的微生物,冷冻干燥 1 8 0m i n ,称量滤纸。计算微生物生长量M ,计算公
15、 式为 M = M 2 一M l 式中:M ,为经过抽滤并冷冻干燥后滤纸的质量;肘, 为抽滤前滤纸的质量。 。 2 结果与讨论 2 1 海泡石的活化处理 在海泡石表面存在着3 种吸附中心:硅氧四面 体层中的氧原子;在边缘部位与镁离子配对的水分 子,它们可以与吸附物形成氢键;由四面体层外表面 的s i O S i 键断裂而形成的s i 一0 H 基,可与吸附 在海泡石外表面的分子相互作用,还可与某些有机 试剂形成共价键。 海泡石具有贯穿整个结构的沸石水通道和孔洞 以及较大的表面积( 4 0 0 5 0 0m 2 g ) ,可以吸附大量 的水或极性物质;但由于各种因素的影响,实际上海 泡石的表面积
16、并未达到该值,因此,要达到较高的吸 附量就应对海泡石进行活化处理,即用物理或化学 的方法使海泡石的活性增加,提高吸附和离子交换 能力。用于海泡石活化的方法有:表面改性处理,高 温锻烧处理,酸碱处理,催化剂改性和复合工艺处理 等,本文采用高温锻烧法。 2 1 1 活化温度对海泡石表面特性的影响 海泡石呈纤维状或纤维状集合体,其纤维横断 面仅0 1 肛m 左右,纤维长度一般为1 2 弘m ,海泡石 是一种理想的纳米黏土矿物。图1 为不同温度活化 的海泡石电镜照片。可以看出,海泡石的疏松程度 在4 0 0 比较好。超过4 0 0 时疏松程度反而不好, 这是因为大量的脱水使其部分孔隙塌陷,比表面积 有
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- 海泡石 印染 废水 生物 脱色 中的 作用
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