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)結構的“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偶氮染料進行降解脫色研究，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象，通過微生物培養(yǎng)發(fā)酵、生理生化實驗、響應面法條件優(yōu)化、降解產(chǎn)物光譜分析，進行了降解活性菌株篩選、鑒定、降解脫色條件優(yōu)化、降解途徑與降解動力學研究，獲得如下結論：
　

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株對偶氮染料紅(AR30)有較強脫色效果的菌株，分別編號X1-X5，其中X2號菌株的脫色效果最好，達到95％左右。
　　 (2)通過觀察該菌株的形態(tài)，并對其進行一系列生理生化實驗，初步確定為鏈霉菌屬。最后對其16S rDNA基因序列進行分析，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)時間等條件對鏈霉菌FX645對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。在單因素實驗的基礎上，通過響應面法優(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，菌株FX645對AR30的脫色率達到最大值95.8％。
　　 (4)通過紫外-可見光譜、液相-質(zhì)譜聯(lián)用技術對降解產(chǎn)物進行了分析。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的結構加以比較，我們認為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，菌

6、株FX645對AR30的降解脫色過程符合一級降解動力學方程。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。通過求解動力學模型，根據(jù)染料初始濃度可以確定實際廢水處理中生物處理的水力停留時間。
　　 通過偶氮染料廢水中污泥細菌對偶氮染料的降解脫色作用研究與機制探討，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，求解了降解動力學模型，為構建偶氮