固定化光合细菌处理染料工业废水研究.docx

固定化光合细菌处理染料工业废水研究摘要：研究了用固定化光合细菌处理染料废水。光合细菌经固定化后系统抗冲击负荷能力增强容积负荷从2kg/（m3•d）提高到3.5kg/（m3•d）耐盐度从7g/L提高到12g/L细菌酶活力随着容积负荷的增大而增强。关键词：固定化光合细菌染料工业废水容积负荷抗冲击负荷耐盐性酶活力自20世纪60年代小林正泰等开展了利用光合细菌处理有机废水的实验研究先后成功的用光合细菌对食品、淀粉、皮革、豆制品等进行处理。与活性污泥法相比光合细菌处理有机废水具有可直接处理高浓度有机废水；不存在污泥的处理问题其污泥是很好的有机肥料；所需场地小；且处理费用低等优点[1]但光合细菌处理菌体轻菌体易随水流失限制了其广泛应用。本文利用固定化光合细菌处理实际染料工业废水。固定化光合细菌不仅克服了菌体易随水流失的不足而且提高了系统容积负荷、抗冲击负荷能力和耐盐性。1材料与方法1.1实验菌种紫色非硫光合细菌(purplenonsulfuerphotosyntheticbacteria)为本实验室培养培养条件：28~30℃白炽灯光光照强度为1500~2000lx黑暗厌氧条件培养时间为5~7d。细菌培养及富集培养基配制见参考文献[2]。固定化光合细菌制备取洗涤离心后的光合细菌与配制好的PVA混合溶液按重量比1：2混合搅拌使菌体分散均匀。将含菌体的混合液滴入含2%CaCl2的饱和硼酸溶液（用NaCO3调pH为中性）中固化成球。置于-4℃冰箱中固化交联24h。固化后用蒸馏水洗涤两次即得固定化小球。1.2实验废水试验用废水取自南京某染料厂的生产废水CODCr＝2250mg/LpH＝5.7；模拟废水为实验室配制的酸性大红废水CODCr＝2250mg/LpH＝5.5。1.3试验方法光合细菌酶活力测定[3]取1g固定化细菌分别放入100mL三角瓶内加入实际染料工业废水（CODCr=2250mg/L）47.5mL培养基溶液2.5mL。pH＝830℃水浴中2h然后以5000r/min离心分离处理液10min测定上清液的CODCr。在上述条件下以1mg光合细菌1h降解CODCr的量（mg）定义为一个光合细菌酶活力单位。CODCr采用标准重铬酸钾测定法[4]。2结果与讨论2.1处理系统抗冲击负荷的比较取湿菌（含干菌重0.25g）制成光合细菌固定化小球(已经过富集培养基活化24h)加入2.5L染料工业废水（CODCr=2250mg/L）装置连接如图1所示。进行染料工业废水的连续处理实验实验过程中每两天将容积负荷提高0.5kg/（m3·d）连续运行16d实验结果如图2所示。同时进行了悬浮光合细菌处理染料工业废水实验。取湿菌（含干菌重0.25g）加入2.5L染料工业废水（CODCr=2250mg/L）装置连接同图1进行染料工业废水的连续处理实验实验过程中每两天将容积负荷提高0.5kg/（m3·d）连续运行10d实验结果如图3所示。比较图2和图3可以看出：固定化光合细菌系统中当容积负荷低于3.5kg/（m3·d）时系统处理效果稳定CODCr去除率在90％以上当容积负荷高于3.5kg/（m3·d）时出水CODCr有所增加但并没有发生冲击现象即系统仍具备处理能力说明固定化光合细菌有一定的的耐冲击负荷性。利用悬浮光合细菌法处理该染料工业废水的最大容积负荷为2kg/（m3·d）。当容积负荷小于2kg/（m3·d）时出水CODCr稳定在500mg/L左右；当容积负荷大于2kg/（m3·d）时出水水质急剧变坏说明悬浮光合细菌生物系统已基本无处理能力。说明悬浮光合细菌系统的抗冲击负荷能力弱。光合细菌从本质上讲也是一种含有多种官能团的蛋白质结构经固定化后的光合细菌其官能团与载体之间发生了共价键或范得华力等形式的作用主链结构得到加固不易流失不易被破坏能耐有机物生物毒性物质的冲击不易失活。2.2容积负荷对光合细菌生物活性影响研究光合细菌经固定化后可以根据染料生产的实际情况通过投加不同的固定化光合细菌量来改变处理体系的容积负荷和有机负荷。实验中将固定化光合细菌的投加量增加一倍进样流量也提高一倍即：反应体系有机负荷不变容积负荷提高一倍进行高容积负荷的染料工业废水连续性处理实验实验结果如图4所示。同时测定不同容积负荷条件下固定化光合细菌酶活力实验结果如图5所示。由图4可见在系统有机负荷不变的条件下提高容积负荷对出水水质影响不大。这样在处理的