收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

海洋黑曲霉菌丝球的形成机理及其对含染料废水的脱色作用

陆涛  
【摘要】:由于染料具有较高的化学稳定性、光稳定性,含染料废水成为了最难处理的污水之一。生物吸附法作为一种极具应用前景的染料废水处理方法,是目前研究的热点之一。在诸多生物吸附材料中,真菌菌丝球具备生存能力较强、沉降速度快、易于固液分离、可重复利用等特征,也有较强的生物吸附和生物降解能力,对工业废水中的染料和其他污染物都具备较强的脱除作用,因此被作为一种新型的生物吸附剂而备受关注。而海洋真菌由于具有很强的抗逆性(特别是耐高盐),在污水处理方面具有极大的应用潜能。本论文采用了从我国东部沿海海域中筛选得到的海洋黑曲霉Aspergillus niger ZJUBE-1菌株作为出发菌种,研究了其形成菌丝球的条件和机理,对其低成本培养模式进行开拓,考察了菌丝球在不同工艺下处理染料废水的效率,取得了如下的结果:首先,通过对菌丝接种形成菌丝球的微观过程的深入研究,发现其成球的基础在于菌丝的易团聚性质,通过扫描电镜与红外光谱分析得出菌丝易团聚性质的物质基础是菌丝表面的胞外多聚物。由此提出了与传统的孢子凝聚模型所不同的一种观点:即菌丝球的形成不依赖于孢子的凝聚,其必要条件是菌丝的易团聚性质。但在添加高浓度滑石粉这样的不利于成球的环境中,孢子的凝聚可以加强海洋黑曲霉的成球能力。第二,鉴于有关控制菌丝球形态以及大规模生产菌丝球的研究报道很少,因此本文对海洋黑曲霉菌丝球进行了较为深入的制备工艺研究。发现了通过改变菌丝接种量或培养基初始pH值均可控制菌丝球的直径大小,其中改变菌丝接种量的方法操作简便且可行性更高。制订了两步法的开放式培养的方案:①先将海洋黑曲霉在摇瓶中预培养12 h,使其形成菌丝团;②将摇瓶培养物接入开放式玻璃缸中培养,并通过限制C/N源、调节pH和定时更换培养基的方法,将杂菌污染的影响降到最低。开放式培养的初步结果显示,15L的开放式容器能生产湿重生物量为3.47kg的菌丝球,具有较大应用潜力。第三,为了考察海洋黑曲霉菌丝球处理含染料废水的能力,选用了 8种常用染料,并制成模拟废水进行脱色实验。实验结果表明菌丝球对包括刚果红、铬黑T在内的5种染料的脱色率高达96%以上。第四,以刚果红为模式染料,深入研究菌丝球对染料吸附的具体性能、影响因素及吸附机理。结果表明,海洋黑曲霉菌丝球表现出很强的耐盐和耐酸性能。在pH为2.0~5.0的条件下,其脱色率保持在98.7%以上;在NaCl含量为300 gL-1的极高盐浓度依然能保持87.6%的脱色率。菌丝球在添加营养物质或再培养的情况下可对刚果红的多批次高效吸附,连续6批都可达到98.5%以上的脱色率。第五,设计了一个结构简单的气升式反应器,在该反应器中将菌丝球对染料废水脱色的试验规模进一步扩大,减少了菌丝球的相对使用量,并实现了菌丝球的重复利用,使用铬黑T染料溶液作为模拟废水,试验进行至第七批时尚能保持85%以上的脱色效率。在"吸附-再培养"的半连续吸附模式下,两个毗邻批次间的"再培养"的过程使菌丝球表面产生了新的吸附区域并大大提高了菌丝球生物质的利用率。最后,通过减压过滤的方法,将菌丝球制备成具有"聚集一再分散"能力的结构相对紧密的菌丝饼,将刚果红溶液通过菌丝饼,可实现高效、快速的的脱色效果。在染料溶液温度较高的情况下,脱色率会有小幅的降低,但是溶液通过菌丝饼的速率大大增加。此方法在快速处理含染料工业废水的应用中极具潜力。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 梁峙 ,周峰;米曲霉菌丝球对铅的吸附作用研究[J];食品工业科技;2003年08期
2 郑楠;赵敏;梅丽艳;王玮;张嘉亮;;新月弯孢霉菌丝球对染料脱色作用的研究[J];菌物学报;2010年05期
3 程子彰;杨洲平;胡容;靖德军;陈华萍;;粗毛栓菌菌丝球非灭菌条件下对12种染料的脱色研究[J];菌物学报;2012年06期
4 黄文芳,赵小娟,李国盛;朴菇菌丝球液体培养的研究[J];微生物学通报;1990年02期
5 张斯;马放;山丹;魏利;;混合菌丝球苯胺净化效能研究[J];哈尔滨工程大学学报;2010年06期
6 李清彪,吴涓,杨宏泉,邓旭,卢英华,洪丽玉,蔡立哲;白腐真菌菌丝球形成的物化条件及其对铅的吸附[J];环境科学;1999年01期
7 董新姣;黄吉祥;;无花果曲霉菌丝球对活性艳蓝KN-R的脱色研究[J];四川环境;2006年04期
8 山丹;马放;张斯;王晨;韩瑜;;低温苯胺降解菌固定化菌丝球方法与特性[J];北京工业大学学报;2008年06期
9 张一竹,王清棋,刘剑书,甘泉,张莉,刘曼西;橘青霉菌丝球形成条件及其处理废水的应用[J];氨基酸和生物资源;2003年01期
10 雷德柱,于淑娟;灰树花深层发酵过程中菌丝球形态结构的研究[J];食用菌学报;2003年01期
11 王元钊;;发酵罐变速搅拌装置[J];医药设计;1983年04期
12 吴绵斌,夏黎明;应用Coriolus vericolor菌丝球脱色染料及印染废水的研究[J];微生物学报;2002年03期
13 冯宏;李永涛;张干;罗春玲;;强抗镉真菌月状旋孢腔菌对重金属的吸附作用[J];应用与环境生物学报;2013年04期
14 邹礼根;丁玉庭;;茶叶对灵芝菌菌丝生长和菌体形态的影响[J];中国食品学报;2006年06期
15 银涛;罗学刚;贾秀芹;;蛹虫草菌丝球生长模型[J];食品与发酵工业;2012年03期
16 山丹;马放;张斯;王晨;;同时培养法与吸附法微生物固定化对比[J];哈尔滨工业大学学报;2012年04期
17 王宝娥;周康群;麦霖霞;郭琇;;烟曲霉菌丝球吸附富里酸的性能及相互作用[J];环境科学与技术;2013年05期
18 董新姣;一株高耐铜菌株的分离及特性的研究[J];环境保护科学;2003年01期
19 赵立军;马放;山丹;高敏;;曲霉菌丝球Y3对细菌的固定化效能[J];江苏大学学报(自然科学版);2007年05期
20 阮晓东;张惠文;蔡颖慧;王振宇;苏振成;;短刺小克银汉霉菌丝球对孔雀绿的吸附研究[J];水处理技术;2009年08期
中国博士学位论文全文数据库 前8条
1 王卫;高产赤霉素菌株选育及发酵工艺优化[D];中南林业科技大学;2015年
2 王宝石;黑曲霉发酵生产柠檬酸的关键节点解析及对策[D];江南大学;2017年
3 顾海萍;Massilia sp.WF1和Phanerochaete chrysosporium对菲降解、吸附机理的研究[D];浙江大学;2016年
4 陆涛;海洋黑曲霉菌丝球的形成机理及其对含染料废水的脱色作用[D];浙江大学;2016年
5 张斯;菌丝球生物载体的构建及其强化废水处理效能研究[D];哈尔滨工业大学;2012年
6 陈慧英;由高产木质纤维素酶的海洋微生物组成的双菌种固定化体系的构建及应用[D];浙江大学;2014年
7 山丹;耐冷苯胺降解菌的特性及其对苯胺废水处理的强化作用[D];哈尔滨工业大学;2008年
8 湛方栋;嗜鱼外瓶霉(Exophiala pisciphila ACCC32496)镉耐性机制研究[D];云南大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 朱虹;菌丝球形成过程及其影响因素的研究[D];哈尔滨工业大学;2007年
2 张斯;混合菌丝球形成机理及其净化效能研究[D];哈尔滨工业大学;2008年
3 高敏;生物质载体菌丝球的形成机制及脱色效能的研究[D];哈尔滨工业大学;2006年
4 尤雅;炭轮菌人工培养条件优化及菌丝生长代谢产物动态研究[D];西南科技大学;2015年
5 刁宁宁;黑曲霉浸出高碱性氧化铜尾矿研究[D];南华大学;2015年
6 白冬梅;海洋黑曲霉菌丝球去除水中Ni(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)及其相关机理研究[D];浙江大学;2016年
7 国巍;木质素降解真菌菌丝球自固定化细胞体系的建立[D];哈尔滨理工大学;2017年
8 段姝悦;絮凝剂对菌丝球的改性研究[D];辽宁大学;2012年
9 王明霞;海洋微紫青霉菌丝球的制备及其对染料吸附性能的研究[D];浙江大学;2014年
10 于莹;生物制剂处理苯胺废水的效果研究[D];吉林大学;2013年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978