聚乙烯醇固定化白腐真菌對(duì)復(fù)合廢水的處理及其機(jī)理研究.pdf

1、固定化微生物技術(shù)是利用物理或化學(xué)手段將具有特定生理功能的游離微生物固定于載體材料內(nèi)部或表面，并對(duì)該固定化微生物加以有效利用的一門技術(shù)。該技術(shù)具有微生物活性高、單位空間微生物密度高、耐受性好、抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)、處理效率高、重復(fù)利用率高等優(yōu)點(diǎn)，目前已在廢水處理中得到較為廣泛的應(yīng)用。近年來，廢水污染日益嚴(yán)重，污染組分也由單一污染物向多種污染物蔓延，其中，重金屬和有機(jī)污染物形成的復(fù)合污染問題引起研究者們的廣泛關(guān)注，這主要是因?yàn)檫@兩種污染物均為較

2、難去除的有毒物質(zhì)，它們不僅對(duì)水體造成嚴(yán)重污染，還會(huì)對(duì)人體造成較大危害。
　　聚乙烯醇（polyvinyl alcohol,PVA）具有價(jià)格低廉、親水性好、機(jī)械強(qiáng)度高、化學(xué)穩(wěn)定性強(qiáng)、不易被生物分解、無生物毒害性等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛作為固定化微生物的載體材料。但是PVA因其黏性和水溶脹性大而對(duì)固定化載體的制備產(chǎn)生附聚作用，故本文在PVA載體中加入海藻酸鈉、粉末活性炭、二氧化硅、沸石粉等添加劑，以改善PVA的機(jī)械性能及其黏連現(xiàn)象。并且利用制備

3、的PVA復(fù)合載體固定化白腐真菌的模式菌種—黃孢原毛平革菌，這是因?yàn)樵摼N對(duì)重金屬和異生質(zhì)類污染物均具有較強(qiáng)去除能力。然后，將這種新型的PVA固定化黃孢原毛平革菌用于生物修復(fù)復(fù)合廢水中重金屬鎘和2,4-二氯酚（2,4-DCP）。
　　本論文全面系統(tǒng)地研究了投加量、接觸時(shí)間、鎘初始濃度和2,4-DCP初始濃度等因素對(duì)PVA固定化黃孢原毛平革菌去除重金屬鎘和降解有機(jī)污染物2,4-DCP的影響；考察了吸附降解過程中，溶液中 pH值和胞外蛋

4、白含量的變化情況；探究了PVA固定化黃孢原毛平革菌對(duì)鎘的去除機(jī)理和對(duì)2,4-DCP的降解機(jī)理。本文的具體研究成果為：當(dāng)復(fù)合廢水中鎘和2,4-DCP的初始濃度分別為20 mg/L和40 mg/L時(shí)，PVA固定化黃孢原毛平革菌對(duì)鎘和2,4-DCP的去除效率達(dá)到最佳，分別為78％和95.4%，并且其大大改善了黃孢原毛平革菌對(duì)鎘和2,4-DCP的耐受能力，即使在較高的鎘初始濃度條件下，鎘的去除率仍在60%以上，在不同2,4-DCP初始濃度條件下

5、，2,4-DCP的降解率均高于90%；一定范圍內(nèi)鎘和2,4-DCP初始濃度的增加能促進(jìn)胞外蛋白的分泌，并對(duì)溶液中pH值產(chǎn)生一定的影響；PVA固定化黃孢原毛平革菌可能把低濃度的2,4-DCP作為碳源和能源，把胞外分泌蛋白作為氮源，加以利用，進(jìn)一步去除廢水中鎘和2,4-DCP；此外，吸附-脫附實(shí)結(jié)果表明，PVA固定化黃孢原毛平革菌可重復(fù)利用，經(jīng)3次吸附-脫附過程后，鎘的解吸率高達(dá)98.9%且去除能力無明顯降低，對(duì)2,4-DCP也具有較好的降

6、解效果，且該固定化小球保持完整的球狀，未出現(xiàn)分解的現(xiàn)象。
　　結(jié)合環(huán)境掃描電鏡（SEM）和X射線光電子能譜（EDAX）分析可知，PVA固定化黃孢原毛平革菌主要借助于固定化材料及其表面形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的菌絲體吸附鎘離子，吸附后的菌絲體變得致密，并在其表面形成泥狀物質(zhì)；傅里葉紅外變化光譜（FTIR）的研究結(jié)果表明，PVA固定化黃孢原毛平革菌中負(fù)責(zé)去除重金屬鎘的主要功能基團(tuán)有羥基、羧基和氨基；根據(jù)氣質(zhì)聯(lián)用儀（GC-MS）的分析結(jié)果，發(fā)現(xiàn)2,