偶氮染料微生物降解脫色研究.pdf

1、偶氮染料是一種含偶氮雙鍵、芳環(huán)結(jié)構(gòu)的“致突變、致畸、致癌”化合物，很難在環(huán)境中降解，偶氦染料廢水被認(rèn)為是最難處理的工業(yè)廢水之一。本文利用活性污泥中豐富的微生物對(duì)偶氮染料進(jìn)行降解脫色研究，旨在尋求一種更有效的處理偶氮染料廢水的方法。
　　 本文以偶氮染料為研究對(duì)象，通過微生物培養(yǎng)發(fā)酵、生理生化實(shí)驗(yàn)、響應(yīng)面法條件優(yōu)化、降解產(chǎn)物光譜分析，進(jìn)行了降解活性菌株篩選、鑒定、降解脫色條件優(yōu)化、降解途徑與降解動(dòng)力學(xué)研究，獲得如下結(jié)論：
　

2、　 (1)采用某棉紡廠印染車間濾池污泥，以偶氮染料為碳源篩選獲得5株對(duì)偶氮染料紅(AR30)有較強(qiáng)脫色效果的菌株，分別編號(hào)X1-X5，其中X2號(hào)菌株的脫色效果最好，達(dá)到95％左右。
　　 (2)通過觀察該菌株的形態(tài)，并對(duì)其進(jìn)行一系列生理生化實(shí)驗(yàn)，初步確定為鏈霉菌屬。最后對(duì)其16S rDNA基因序列進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)其與Streptomycesvariabilis非常相似，相似度為99％，故將其命名為Streptomyces FX6

3、45。
　　 (3)研究探討了需氧厭氧、碳源、氮源、pH值、染料濃度、培養(yǎng)溫度和培養(yǎng)時(shí)間等條件對(duì)鏈霉菌FX645對(duì)AR_30脫色效果的影響，發(fā)現(xiàn)降解脫色過程是在厭氧條件下發(fā)生的，葡萄糖為最佳外加碳源，氯化銨為最佳氮源。菌株FX645在靜置厭氧，pH范圍為5～9，染料濃度為25～200 mg/L，培養(yǎng)溫度為26～40℃條件下，都有降解脫色活性。在單因素實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，通過響應(yīng)面法優(yōu)化其脫色條件，發(fā)現(xiàn)在染料濃度為109.92 mg/L

4、，培養(yǎng)時(shí)間為36.24 h，發(fā)酵培養(yǎng)液初始pH值為7.34，培養(yǎng)溫度為31.38℃時(shí)，菌株FX645對(duì)AR30的脫色率達(dá)到最大值95.8％。
　　 (4)通過紫外-可見光譜、液相-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)對(duì)降解產(chǎn)物進(jìn)行了分析。紫外-可見光譜中，位于可見區(qū)445 nm處與紫外光區(qū)289 nm處的特征吸收峰基本消失，說明AR30的偶氮雙鍵完全被打開。質(zhì)譜數(shù)據(jù)表明降解產(chǎn)物如下：4-硝基-2，6-二氯苯胺、2，6-二氯-1，4-苯二胺、2-((4-

5、胺苯基)(2-氰乙基)-氨基)乙酸乙酯、2-((4-乙酰胺苯基)(2-氰乙基)-氨基)乙酸乙酯、3-((4-乙酰胺苯基)(2-乙酰氧乙基)-氨基)丙酸。與初始偶氮染料AR30的結(jié)構(gòu)加以比較，我們認(rèn)為AR30的降解脫色首先是偶氮雙鍵在厭氧條件下被還原裂解，產(chǎn)生了一系列芳香胺類化合物；根據(jù)各降解產(chǎn)物在發(fā)酵體系中濃度變化規(guī)律，推測(cè)出了AR30的可能降解途徑。
　　 (5)在厭氧條件下，染料初始濃度在25～100 mg/L之間變化時(shí)，菌

6、株FX645對(duì)AR30的降解脫色過程符合一級(jí)降解動(dòng)力學(xué)方程。在其他條件不變的情況下，降解速率隨偶氮染料初始濃度的增加而降低。通過求解動(dòng)力學(xué)模型，根據(jù)染料初始濃度可以確定實(shí)際廢水處理中生物處理的水力停留時(shí)間。
　　 通過偶氮染料廢水中污泥細(xì)菌對(duì)偶氮染料的降解脫色作用研究與機(jī)制探討，獲得了偶氮染料AR30的最優(yōu)降解條件，提出了偶氮染料AR30的降解途徑并認(rèn)為偶氮雙鍵是在厭氧條件下被微生物酶還原裂解的，求解了降解動(dòng)力學(xué)模型，為構(gòu)建偶氮