Phanerochaete chrysosporium吸附载体的选择及染料降解研究

研究了游离细胞与载体吸附培养、不同载体材料对Phanerochaete chrysosporium进行连续染料脱色及产酶能力的影响。结果表明，P. chrysosporium可在载体上良好生长，甚至生长到载体内部。木屑、玉米芯、花生壳3种载体材料中，以木屑载体吸附培养物的持续脱色和产酶效果最佳，该培养物经三轮连续脱色后对染料RB5仍能达到最高95%的脱色率，并产生596 U/L锰依赖过氧化物酶（MnP）和1 326 U/L木质素过氧化物酶（LiP），对染料的持续脱色和产酶能力明显优于游离细胞培养物。     

载体吸附培养黄孢原毛平革菌(Phanerochaete chrysosporium)和云芝(Trametes versicolor)对染料的脱色

比较研究了不同载体吸附培养的黄孢原毛平革菌(Phanerochaete chrysosporium)和云芝(Trametes versicolor)对染料连续脱色的效果。结果表明:(1)白腐真菌黄孢原毛平革菌和云芝分别在含有球形的木屑、玉米芯和花生壳载体的液体环境中振荡培养,菌体以膜状或团状形式大量附着生长在载体表面。(2)连续4轮脱色过程中,不论黄孢原毛平革菌还是云芝,都是木屑为载体的培养液的持续脱色和产酶能力最好,宜选择木屑为载体。其中,木屑为载体的黄孢原毛平革菌培养液经过2轮连续12d脱色后对活性黑RB5的最高脱色率仍能达到97%,在第3轮脱色中对活性红M-3BE的最终脱色率接近96%,并且能产生最高611U/L的锰依赖过氧化物酶(MnP)和1 477U/L的木质素过氧化物酶(LiP)。(3)在实际应用中应该将木屑为载体的黄孢原毛平革菌和云芝培养液都投加到含染料废水处理系统中,强化生物处理效果。     

不同培养条件下锰过氧化物酶(MnP)的合成及其对甲基橙的降解

高效、大规模、低成本合成木质素降解酶是直接采用其降解难降解有机污染物所必须解决的问题.对锰过氧化物酶(MnP)降解甲基橙和在非灭菌的反应器中连续合成MnP的可行性进行考察.结果表明,在采用2 mmol H2O2和1.5 mmol MnSO4的降解体系中,获最大脱色效果,且100、200和300 U/L的MnP可在8h内将甲基橙分别脱色18％、23％和35％;在非灭菌的反应器水平上实现了固定化培养的P.chrysosporium连续23 d合成MnP,但MnP酶活仅为2～ 23 U/L,难以酶解甲基橙;然而,在摇瓶培养条件下固定化的P.chrysosporium合成的MnP却能达1 152 U/L.因此,直接采用MnP对污染物进行降解以及在非灭菌的反应器中持续合成MnP是可行的,但就在非灭菌条件下如何提高MnP的合成量还有待开展深入的研究.     

漆酶对活性艳蓝染料废水脱色

用白腐真菌漆酶对活性艳蓝X-BR和活性艳蓝K-NR 2种活性染料进行脱色实验。研究了pH、温度、染料浓度和酶活力对脱色率的影响。结果表明,漆酶脱色的适宜条件为:反应温度45℃,pH 6～7,适宜染料浓度为50 mg/L,酶浓度5 U/mL,反应1 h两种染料脱色率可达到75%;通过正交实验确定2种染料的最佳脱色组合分别为:反应温度55℃、pH7、活性艳蓝X-BR浓度50 mg/L、酶浓度5 U/mL和反应温度55℃、pH 6、活性艳蓝K-NR浓度50 mg/L、酶浓度5 U/mL。在所得最优条件下反应1 h,活性艳蓝X-BR和活性艳蓝K-NR的脱色率分别为74.2%和78.6%;反应2 h,脱色率分别为78%和79.5%。     

黄孢原毛平革菌所产木素过氧化物酶系对染料降解的研究

白腐真菌黄孢原毛平革菌所产生的胞外过氧化物酶系由两类同功酶木素过氧化物酶和锰过氧化物酶组成，木素过氧化物酶对所研究的染料都有解作用，锰过氧化物酶只对部分染料起作用。加入H2O2，胞外酶液可以降解多种酶性染料如卡布龙红、酸性大兰、弱酸黄和弱酸大红，它们的脱色速率依次下降，以卡布龙红为例研究了各种条件因素对其降解脱色的影响，最佳H2O2浓度是100μmol/L，最佳PH为4．0，温度越高，脱色越快，但高于50℃酶将明显失活，木素过氧化物酶活性越高脱色速率越快，高浓度染料对其脱色有抑制作用，最佳条件下，50mg/L浓度卡布龙红第一分钟的脱色率达70％。随着稀释倍数的增加，酶液的降解速率呈抛物线加速下降，表明酶液中的某些组分如元素离子的浓度也是一个重要影响因素。     

漆酶对活性黑KN-B和直接大红染料的脱色性能

利用白腐真菌漆酶对活性黑KN-B和直接大红2种偶氮染料进行脱色实验。考察反应时间、加酶量、pH值、染料浓度、温度对脱色率的影响，研究了ABTS介体以及金属离子存在下的脱色效果，并分析了漆酶脱色的动力学性能以及其对偶氮染料的降解规律。结果表明，活性黑KN-B和直接大红脱色适宜条件为：反应时间为30 min，加酶量8 U/mL，pH=7，染料浓度分别为50 mg/L和80 mg/L，温度40~45℃。ABTS介体对酶促偶氮染料脱色没有明显促进作用。Fe²⁺对漆酶脱色有较强的抑制作用；Cu²⁺对漆酶催化活性黑KN-B促进作用较大，对直接大红影响较小。漆酶对2种染料的脱色反应符合米氏方程，其催化活性黑KN-B和直接大红染料的K_m值分别为114.81 mg/L，317.5 mg/L，v_max值分别为6.57 mg/（L·min）和26.0 mg/（L·min）。     

改性粉煤灰对活性艳兰染料吸附性能的研究

采用添加熟石灰并升温活化的方法对粉煤灰进行改性,研究了粉煤灰改性的适宜条件及其对活性艳兰染料的吸附脱色规律。试验结果表明,活性艳兰染料溶液浓度60mg/L,改性粉煤灰用量40g/L,pH范围5~10,搅拌吸附时间30min,脱色率可达98%以上。改性粉煤灰对活性艳兰染料的脱色吸附符合Freundlich方程。随着吸附温度的升高,改性粉煤灰的吸附能力下降。     

灵芝漆酶对直接蓝86的催化脱色性能

利用灵芝菌Ganoderma lucidum U-281漆酶对直接蓝86进行酶促氧化脱色,并对其降解机理进行了探讨。结果表明,染料-漆酶共反应体系在20～50℃及pH小于5.0范围内,直接蓝86均可脱色50%以上;漆酶对直接蓝86具有宽泛的浓度适应性,对300 mg/L的该染料仍具有耐受性。最优脱色工艺参数为温度40℃、pH 5.0、染料初始浓度200 mg/L、漆酶用量1 U/mL。在优化条件下,直接蓝863 h的脱色率达到54.54%,48 h脱色率达到91.54%。紫外-可见吸收光谱分析表明,漆酶的酶促氧化导致染料的分子结构产生了变化,是造成直接蓝86脱色的主要发生机制。     

白腐真菌对染料脱色的培养条件研究

对贝壳状革耳菌高产漆酶条件及其对染料脱色条件进行了研究.结果得到高产漆酶的最佳条件为:葡萄糖10 g/L,酒石酸铵0.5 g/L,pH 3.0,转速120 r/min;脱色效果最佳的培养条件是:葡萄糖10 g/L,酒石酸铵0.5 g/L,pH3.0,温度30℃.由此可知漆酶在染料脱色中起重要作用;实验也表明:随着培养基中碳源、氮源量的增加,菌体生物量逐渐增加,但体系中高碳氮比对菌体对染料的脱色是不利的;菌体生物量与对染料的脱色作用不呈正相关.     

丢状氢氧化镁铝对偶氮染料酸性黑10B的脱色性能研究

分别用层状氢氧化镁铝（LDH）和焙烧层状氢氧化镁铝（CLDH）作为吸附剂吸附脱除水溶液中偶氮染料酸性黑10B。考察了脱色时间、pH值、吸附剂的投加量、温度、染料初始浓度和焙烧温度等因素对脱色率的影响。结果表明，LDH及CLDH对酸性黑10B染料具有良好的脱除效果，室温下，10g／L LDH和1g／L的CLDH对浓度为100mg／L的染料的脱色率分别达95．93％和99．97％。pH值是影响吸附能力的关键因素，吸附剂对溶液pH值有一定缓冲作用。LDH及CLDH对酸性黑10B吸附结果符合Langmuir吸附等温式。饱和吸附后的LDH及CLDH用高温热解法再生，吸附性能良好，随再生次数增多，脱色率下降。     

基于人工神经网络和遗传算法研究锰过氧化酶脱色甲基橙

基于锰过氧化物酶(MnP)氧化脱色偶氮类染料的原理,实验研究MnP对甲基橙的脱色工艺,采用人工神经网络(ANN)和遗传算法(GA)建立脱色模型并优化工艺。建立的ANN模型的误差、相关系数、均方根误差和绝对平均偏差分别为0.0009、0.9971、1.21和6.82,模型有效且能够用于预测和工艺优化。采用GA对ANN模型进行数值寻优,得到的最佳工艺条件为酶液量0.6 mL,Mn2+浓度4 mmol/L,H2O2浓度0.49 mmol/L。该条件下脱色率达到(90.74±0.59)%。ANN耦合GA有效地建立了锰过氧化物酶脱色甲基橙的模型,并优化了工艺参数,为甲基橙脱色的研究提供一定参考。     

紫外诱变黄孢原毛平革菌染料脱色研究

对黄孢原毛平革菌孢子悬浮液进行了紫外诱变,并将筛选出的优势菌ZWYB1与未经诱变的菌作对比实验,结果表明:诱变筛选得到的ZWYB1不仅可缩短对染料的脱色时间,提高对杂环类染料蕃红花红及高浓度染料400 mg/L的孔雀石绿的脱色效果,而且诱变后的菌种具有一定的脱色能力稳定性.     

紫外诱变黄孢原毛平革菌染料脱色研究

对黄孢原毛平革菌孢子悬浮液进行了紫外诱变，并将筛选出的优势菌ZWYB1与未经诱变的菌作对比实验，结果表明：诱变筛选得到的ZWYB1不仅可缩短对染料的脱色时间，提高对杂环类染料蕃红花红及高浓度染料400mg／L的孔雀石绿的脱色效果，而且诱变后的菌种具有一定的脱色能力稳定性。     

LiFePO_4非均相Fenton法处理亚甲基蓝染料的研究

采用水热法制备出LiFePO4催化剂,通过电子显微镜（SEM）、X射线衍射（XRD）和傅立叶红外光谱（FTIR）对其进行表征,并将其作为非均相Fenton催化剂处理亚甲基蓝（MB）染料溶液。实验结果表明,在催化剂用量为4 g/L,H2O2浓度为0.04 mol/L,pH值为3,温度为50℃,反应时间为60 min的条件下,浓度为500 mg/L的亚甲基蓝脱色率达99%。根据实验结果,讨论了LiFePO4作为非均相Fenton催化剂对亚甲基蓝的降解机理。     

活性污泥缺氧转化1-2-7-三氨基-8-羟基-3-6-萘二磺酸

1—2-7-三氨基-8-羟基-3—6-萘二磺酸（TAHNDS）作为偶氮染料的脱色产物很难被常规的厌氧-好氧染料废水处理工艺所去除。研究了未经驯化的活性污泥对TAHNDS的缺氧转化效果。结果表明，只有在特定的缺氧条件下（ORP在-50～-150mV之间），TAHNDS才能被活性污泥所降解转化。当浓度在10—80mg／L范围内，TAHNDS可在72h内转化93％以上。加入100mg／L的硝酸盐和0．64mmol／L的氧化还原介体蒽醌-2-磺酸钠（AQS）可将40mg／L的TAHNDS的转化时间从84h缩短到36h。光谱及HPLC—MS分析表明，TAHNDS在缺氧条件下主要是通过脱氨基和脱磺酸作用生成已知可好氧生物降解的3，5-二氨基4-羟基萘-2-磺酸。因此，缺氧处理有望作为预处理工艺促进废水中TAHNDS的完全降解。     

新型可见光催化剂BiVO4降解中成药制药废水

以Bi（NO3）3.5H2O和NH4VO3为原料,采用水热法制备了新型可见光BiVO4催化剂,并用X-射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、红外光谱（IR）和紫外-可见光漫反射光谱（UV-vis DRS）对产品进行了结构表征,并将其应用于光催化降解中成药制药废水降解反应中,通过正交实验和单因素分析,考察了催化剂用量、空气流量、溶液pH值和助氧化剂H2O2对制药废水COD去除率、脱色率的影响。实验结果表明,水热产品属于单斜晶系BiVO4,其带隙能为2.41 eV,并具有良好的可见光催化活性。对于经10倍稀释的制药废水,BiVO4添加量为2 g/L,通氧量为120 L/h,助氧化剂H2O2添加量为1 mL,不改变废水pH值,在400 W金属卤化物灯离液面11 cm照射反应180 min的条件下,制药废水的COD去除率为94.3%,脱色率为95.6%,得到了较好的降解。     

Study of the degradation of dyes by MnP of Phanerochaete chrysosporium produced in a fixed-bed bioreactor

The production of ligninolytic enzymes by the fungus Phanerochaete chrysosporium in a fixed-bed tubular bioreactor, filled with cubes of nylon sponge, operating in semi-solid-state conditions, was studied. Maximum individual manganese-dependent peroxidase (MnP) and lignin peroxidase (LiP) activities of 1293 and 225 U/l were detected.The in vitro decolourisation of two structurally different dyes (Poly R-478, crystal violet) by the extracellular liquid obtained in the above-mentioned bioreactor was monitored in order to determine its degrading capability. The concentration of some compounds (sodium malonate, manganese sulphate) from the reaction mixture was optimised in order to maximise the decolourisation levels. A percentage of Poly R-478 decolourisation of 24% after 15 min of dye incubation was achieved.On the other hand, a methodology for a long treatment of these dyes based on the continuous addition of MnP enzyme and H(2)O(2) was developed. Moreover, this enzymatic treatment was compared with a photochemical decolourisation process. The former allowed to maintain the degradation rate almost constant for a long time, resulting in a decolourisation percentage of 70% and 30% for crystal violet and Poly R-478, respectively, after 2 h of treatment. As for the latter, it was not able to degrade Poly R-478, whereas crystal violet reached a degradation of 40% in 2 h.     

Phytoremediation of textile effluent and mixture of structurally different dyes by Glandularia pulchella (Sweet) Tronc

Plants of Glandularia pulchella (Sweet) Tronc. performed decolorization of structurally different dyes to varying extent because of induction of different set of enzymes in response to specific dyes. Differential pattern of enzyme induction with respect to time was obtained for lignin peroxidase, veratryl alcohol oxidase, tyrosinase and dichlorophenolindophenol reductase during the decolorization of dye mixture, whose combined action resulted in greater and faster decolorization of dyes. HPLC, FTIR and High Performance Thin Layer Chromatography (HPTLC) analysis confirmed degradation of dyes from textile effluent and mixture. HPTLC demonstrated progressive decolorization of dye mixture along with preferential degradation of the dyes. G. pulchella showed reduction in American Dye Manufacturer's Institute from 405 to 21 and 418 to 22, in case of textile effluent and mixture of dyes respectively. The non-toxic nature of the metabolites of degraded textile dye effluent and mixture of dyes was revealed by phytotoxicity studies.     

烟草下脚料发酵制取乙醇

通过单因素实验考察了硫酸浓度、固液比和水解时间对硫酸水解的影响。结果显示最优条件为：硫酸浓度为50%（w/w）,固液比为10%（w/v）,时间为100 min。烟草下脚料在最佳硫酸水解条件下,经5倍稀释,中和pH值至5～6。取经过滤后的水解液（FH）用酿酒酵母（Sacchharomyces cerevisiae）发酵产生乙醇,最大的乙醇浓度和乙醇产量分别为1.09g/L和54.5 g/kg。未过滤水解液（UFH,包括水解残渣）加入纤维素酶（70 U/100 mL）和酿酒酵母（Sacchharomyces cerevisiae）进行发酵,最大的乙醇浓度和乙醇产量分别为1.23 g/L和61.5 g/kg。