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染料废水成分复杂,色度高,是主要的环境污染源之一。应用微生物对染料废水脱色具有处理费用低和操作管理方便等优势,具有较好的发展前景。
本文采用筛选到一株短刺小克银汉霉(Cuuninghamella echinulata)KM3及一株红酵母(Rhodotorula sp.)YR-1分别对偶氮染料刚果红废水和酸性红废水进行了脱色研究,同时利用KM3及YR-1组成的复合菌种脱色体系对酸性红废水进行了脱色实验,为染料脱色真菌的应用奠定了基础。
KM3形成的菌丝球对多种染料具有较好脱色效果。KM3最适菌丝球形成条件:pH6-7、装液量90ml、孢子悬液浓度105个/ml(接种5ml)、摇床转速120rpm、培养温度30℃、培养时间72h;成球机理为凝聚型发育。KM3菌丝球对刚果红最佳脱色条件为:染料溶液初始pH值7.0,温度为33℃,摇床转速为120rpm。在刚果红50~200mg/l浓度范围内,KM3菌丝球对刚果红吸附脱色动力学可用拟二级动力学方程描述。菌丝球对刚果红的吸附行为符合Langmuir和Freundlich等温方程模型,Langmuir方程能更好的描述菌丝球对刚果红的吸附行为。丙酮对刚果红的解吸率最高,其解吸动力学过程符合二级动力学方程。将KM3应用在真菌生物滤床反应器中,在非灭菌和灭菌情况下接种孢子悬液后处理刚果红废水的过程中,均需长时间挂膜,处理效果一般。反应器中投加菌丝球后处理刚果红废水在3小时内达到92%以上的脱色效果。
YR-1对酸性红脱色机制属于降解脱色。YR-1对酸性红的最佳脱色培养条件为:初始pH5.0、接种量5%、温度30℃;最佳碳源是葡萄糖,其次是蔗糖;最佳氮源是酵母膏或蛋白胨。在替换分批脱色实验和连续补料脱色实验中,脱色率一直保持在75%以上,显示YR-1在上述脱色体系中均具有良好适应性。
在三种复合菌种对酸性红的脱色体系中,体系III(菌丝球与海藻酸钠固定化的酵母细胞混合培养)的脱色效果可达98%以上。对该体系而言,3种粒径同定化酵母小球(φ1.1mm、1.8mm、3.1mm)中φ1.8mm、3.1mm小球脱色率较为理想,而酵母细胞初始密度对脱色效果的影响不大。
KM3、YR-1分别具有处理刚果红废水和酸性红废水的应用前景,而KM3与YR-1联合应用对酸性红的脱色效果更好。