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1、毕业论文作 者： 王虎 学 号： 1004150130 院 系： 化学工程学院 专 业： 生物工程 题 目：碳纤维负载白腐真菌处理染料废水的研究 指导者： 魏 群 副教授 评阅者： 2014 年 6 月 吉 林目 录 摘 要合成染料已被广泛应用于许多工业领域，如纺织，印染，印刷，皮革业。虽然合成染料的多样性结构在工业应用中有很大的价值，但合成染料的广泛应用也导致了严重的环境问题。为了开发更高效，更具成本效益的处理方法，本实验室对白腐真菌脱色和解毒含多种染料的废水的能力进行了研究，尝试使用碳纤维固定白腐真菌，拟确定最佳工艺条件。对碳纤维进行预处理，并分别用H2SO4、FeCl、KMnO4、HNO
2、3对其表面含氧官能团进行改性，比较改性前后负载白腐菌处理含次甲基蓝的单一染料废水时，菌的负载量和处理效果。然后，将聚乙烯醇-海藻酸钠包埋法和碳纤维吸附法相结合固定化白腐真菌从而增强菌的固定化效果。结果显示：先后经H2SO4、FeCl、KMnO4、HNO3改性后的碳纤维固定化白腐真菌对单一染料废水的处理效果明显高于改性之前，更远胜游离菌对废水的处理，而改性后的碳纤维经聚乙烯醇-海藻酸钠包埋白腐真菌后处理含次甲基蓝的单一染料废水的效果更是达到了83。尝试利用固定化好氧反硝化菌在反应器中对混合染料废水进行连续式处理，并比较了固定化白腐真菌和好氧反硝化菌在反应器中对混合染料废水的处理效果。以往相关课题
3、鲜有研究经白腐真菌处理后染料废水对植物的药害性，本实验用处理后的废水灌浇农作物小麦和大米，与用限制性液体培养基灌浇作对比，比较俩种作物的发芽情况作为药害性强弱的参考。结果显示：经白腐真菌处理后混合染料废水的药害性大幅下降。关键词： 碳纤维；固定化；白腐真菌；染料废水- 21 -目 录AbstractSynthetic dyes have been widely used in many fields of industry,such as textiles, dyeing, print, and leather industry. Although various synthetic dyes
4、 showing considerable structural diversity have great value in the industrial applications, the extensive use of synthetic dyes has also led to a serious environmental problem . The capacity of white rot fungi to decolorize and detoxify wastewater containing various dyes were studied in order to dev
5、elop more efficient and cost-effective approach.try using a fixed carbon fiber white-rot fungi, intended to determine the optimum process conditions. The main contents are as follows:after the separation, purification and identification of pure white rot fungi, pretreatment of carbon fibre, and resp
6、ectively - H2SO4, FeCl3 of oxygen-containing functional groups on the surface modification, compared before and after load modified white-rot fungus with Congo red, methyl orange, methylene blue and malachite green 4 kinds of bacteria as a single dye wastewater load and processing effects, and the r
7、esults showed that successively after - H2SO4, FeCl3 modification of carbon fiber immobilized white-rot fungi on dye wastewater has good treatment effect, especially for malachite green dye wastewater, the removal rate of chroma reached 88%. try using immobilized aerobic denitrifying bacteria to tre
8、at mixed dye wastewater continuously in the reactor , and compared the effect of immobilized white rot fungi and aerobic denitrifying bacteria treatment for mixed dye wastewater in the reactor .although there have been many reports about the fungal decolorization of structurally different dyes, few
9、studies have been conducted on determining the toxicity of dye effluent after decolorization by white rot fungi . In this study, the treated wastewater was used for irrigating crops of wheat and rice, and with the irrigation of restriction liquid medium for comparison.Comparing the germination of tw
10、o crops as a reference. The results showed:the toxicity of mixed dye wastewater declined sharply after treating by white rot fungus .Key words ：Carbon fiber; Immobilization; White-rot fungi; Dye wastewater目 录摘 要IAbstractII第1章 绪论- 1 -1.1 前言- 1 -1.2 染料废水的处理技术- 1 -1.2.1 物理处理法- 1 -1.2.2 生物处理法- 6 -1.2.3
11、理化-生物结合法- 8 -1.3 白腐真菌- 8 -1.3.1 白腐真菌的微生物学特征- 9 -1.3.2 白腐真菌的培养- 10 -1.3.3白腐真菌降解染料废水机理- 10 -1.3.4 生物法降解染料废水的优点- 11 -1.3.5 碳纤维负载白腐真菌- 13 -1.4 课题的研究意义和内容- 14 -1.4.1 课题的研究意义- 14 -1.4.2 本实验的研究内容- 14 -第2章 实验材料及方法- 15 -2.1 材料、仪器及试剂- 15 -2.1.1 菌种- 15 -2.1.2 试验所用仪器- 15 -2.1.3 试验试剂- 16 -2.2 实验所用培养基- 18 -2.3 实验
12、所用染料- 18 -2.3.1 次甲基蓝- 18 -2.3.2 刚果红- 19 -2.3.3 孔雀石绿- 19 -2.3.4 甲基橙- 20 -2.4 染料废水的配制方法- 20 -2.5 白腐真菌的筛选和鉴定 21 2.5.1 白腐真菌的筛选与纯化21 2.5.2 白腐真菌的鉴定- 22 -2.6 碳纤维的改性- 22 -2.7 聚乙烯醇-海藻酸钠包埋法固定化的微生物- 23 -2.8 染料废水脱色效果测定方法- 24 -2.9 染料废水药害性的测定方法- 24 -第3章 碳纤维负载白腐真菌处理次甲基蓝单一染料废水- 25 -3.1 实验方法- 25 -3.1.1 游离白腐真菌处理次甲基蓝单
13、一染料废水- 25 -3.1.2 碳纤维负载白腐真菌处理次甲基蓝单一染料废水- 25 -3.1.3 碳纤维表面含氧官能的改性- 25 -3.1.4 经改性后的碳纤维负载白腐真菌处理单一染料废水- 25 -3.1.5 聚乙烯醇-海藻酸钠包埋法固定化白腐真菌处理单一染料废水- 26 -3.2 结果分析- 26 -3.2.1 不同改性方法下碳纤维负载白腐真菌处理单一染料废水- 26 -3.2.2 聚乙烯醇-海藻酸钠包埋法和碳纤维吸附法相结合处理次甲基蓝单一染料废水- 27 -3.3 本章小结- 28 -第4章 复合法固定化微生物处理染料废水- 29 -4.1 实验方法- 29 -4.1.1 复合法固
14、定化好氧反硝化处理混合染料废水- 29 -4.1.2 复合法固定化白腐真菌处理次甲基蓝染料废水- 30 -4.2 结果分析- 30 -4.3 本章小结- 31 -第5章 染料废水对植物的药害性的研究- 32 -5.1 实验方法- 32 -5.2 结果分析- 32 -结 论- 35 -参考文献- 36 -III第1章 绪 论第1章 绪 论1.1 前言合成染料已被广泛应用于许多工业领域，如纺织，印染，印刷，皮革业。虽然合成染料的多样性结构在工业应用中有很大的价值，但合成染料的广泛利用也导致了严重的环境问题1,2。据报道，在纺织加工过程中约1015的染料被释放到废水和工业废水中1。由于许多从纺织工业排出的染料是有毒的，致癌性和诱变性的，合成染料排放到对环境可能带来严重的环境污染，危害人体健康，因此，从排放到环境中的排放物除去这些染料是非常必要的和重要的。近年来，白腐真菌和他们的非特异性胞外木质素降解酶已被证明具有很强的降解多种不同结构的合成染料的能力3。白腐真菌菌是一种主要的木材腐朽菌。白腐真菌菌最独特的功能是它的功能强大的广泛降解木质素的能力。研究显示白腐真菌降解木质素和各种顽抗异生素时，木质素过氧化物酶（LIP）、依赖过氧化物酶（MnP）和漆酶等胞外非特异性木质素降解酶参与其中。以往的研究已经表明，在结构上不同的染料如蒽醌、偶氮、靛蓝
