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植物鞣剂的好氧生物降解研究

陈玉峰  
【摘要】:制革生产过程中所使用的植物鞣剂并不能完全被皮革吸收,剩余部分将随制革废水一起被排出。由于植物鞣剂的主要成分单宁的化学结构较为复杂,因而难以被微生物降解。而且大量研究表明植物单宁对微生物具有广谱的抑制作用,富含有植物单宁的废水具有较强的生物毒性,直接排放会对环境带来严重的污染。当前植物单宁的生物降解性研究的报道还较少,且主要以水解类单宁为主。植物单宁的结构复杂,其生物降解的具体机理还不太明确。植物单宁的生物降解研究不仅对制革废水处理具有意义,还对植物单宁的降解产物儿茶素、鞣花酸及没食子酸的制备以及应用有很重要意义。 植物鞣剂的生物降解是微生物分泌各种酶对其分解供自身生长的过程。本文利用活性污泥提供微生物菌源,对四种植物鞣剂的生物降解性进行了研究,其中栗木鞣剂属于水解类鞣剂,坚木鞣剂、荆树皮鞣剂和槟榔鞣剂属于缩合类鞣剂。论文利用正交试验对福林酚比色法的条件进行了优化,并采用福林酚比色法来测定植物鞣剂的浓度,并绘制了四种植物鞣剂的浓度与吸光度的标准关系曲线。根据植物鞣剂浓度与吸光度的曲线关系,可以用吸光度的变化来确定植物鞣剂的去除率。 本论文对植物鞣剂生物降解的最佳条件进行了研究,结果表明,pH=6.0,温度30℃时植物鞣剂具有较好的生物降解性。论文采用琼脂稀释法对四种植物鞣剂的抑菌性能进行了初步研究,并且以BOD_5/COD以及生物降解动力学常数来综合评价四种植物鞣剂的生物降解性。研究表明栗木鞣剂属于可降解的有机物,而其余三种缩合类鞣剂均属于难降解有机物。其中坚木鞣剂最难降解,荆树皮鞣剂次之,槟榔鞣剂降解相对较易。四种植物鞣剂的生物降解性与其主要成分的化学结构有直接的关系。 本论文研究了共基质条件下葡萄糖和磷脂加脂剂对四种植物鞣剂的生物降解性的影响,结果表明葡萄糖和磷脂加脂剂均能够促进植物鞣剂的生物降解。磷脂加脂剂在提高植物鞣剂的生物降解速率方面优于葡萄糖。两种易降解有机物均能够提高四种植物鞣剂的去除率,磷脂加脂剂的这种作用明显优于葡萄糖,并且对越难降解的鞣剂促进作用越明显,磷脂加脂剂对坚木鞣剂的最大去除率提高值高达40.997%。论文对共基质条件下缩合类鞣剂的生物降解途径进行了设想,认为缩合类单宁的降解主要是在铁硫蛋白和多酚氧化酶系统的作用下进行的。


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