植物鞣剂和染料白腐菌降解的相互影响研究

发布时间：2019-09-19 09:04

【摘要】：制革废水中的难降解有机物主要来源于复鞣和染色工序中所使用的以芳香族结构为主的有机鞣剂和染料,具有色度高、生物降解性能差的特点,对环境危害大。现有的制革废水处理工艺主要依靠厌氧发酵形成小分子芳香族化合物,再由活性污泥吸附去除有机鞣剂和染料,除了易产生如芳香胺等高生物危险的降解产物外,还将导致后期制革污泥的治理难度增大。相较之下,白腐菌能高效开环降解广泛结构的芳香族化合物,单独治理复鞣染色废水具有极好的应用前景。但复鞣染色废水的成分复杂,实际使用中需要考虑各污染物成分之间的降解相互影响。本论文以荆树皮栲胶、坚木栲胶、槟榔栲胶和栗木栲胶为实验材料,测定了白腐菌WFl对四种植物鞣剂的降解性能。结果表明,白腐菌WFI对植物鞣剂具有较好的降解能力,最大降解率达到46.433%。同时,白腐菌WF1降解栗木栲胶的能力明显优于降解其它三类栲胶的能力。本文还对白腐菌降解植物鞣剂进行剂量-效应分析,发现随着植物鞣剂浓度的增大,植物鞣剂的降解量也随之增大。此外,通过测定在植物鞣剂和染料共基质条件下,白腐菌phanerochaete chrysosporium(编号：GIM3.383)对植物鞣剂和染料的降解能力,证明这两种污染物的降解存在相互影响。植物鞣剂可以通过影响白腐菌分泌酶的量来影响白腐菌对碱性品红的降解。其中栗木鞣剂对白腐菌降解碱性品红的影响最小,荆树皮栲胶次之,而坚木栲胶的影响则最大。与此同时,染料对白腐菌降解三种植物鞣剂都有抑制作用,并随着染料浓度的增加抑制作用更加明显,但对较易降解的植物鞣剂,染料的影响也相对较小。关于染料结构对抑制白腐菌降解植物鞣剂的影响研究发现,三苯基甲烷类染料的影响要小于偶氮类染料,而在偶氮染料中,分子量越小,共轭链越短,对植物鞣剂降解的抑制作用也就越小。以白腐菌phanerochaete chrysosporium(编号：GIM3.383)为菌源,利用定量结构性质分析(QSPR)技术对染料分子结构白腐菌降解染料和植物鞣剂的影响程度进行研究。结果证明染料的三个结构指数(相对分子质量与磺酸基数目的比值：A(MW/S)、极性基团数量与非极性基团数量的比值：B(I/O),偶氮基团数目：D(-N=N--)与染料的白腐菌降解性能和对白腐菌降解植物鞣剂的影响能力都存在良好的线性相关性。其中,D(—N=N-)和A(MW/S)与染料的降解性能呈现负相关,而B(I/O)值与其呈正相关。同时,三个结构指数(A(MW/S)、D(-N=NN-)和苯环数量C(No-Ar))与染料抑制植物鞣剂降解的能力呈反比。植物鞣剂是以磺化的多酚结构为主,为确定植物鞣剂中酚羟基的数量及位置对白腐菌降解染料的影响,本文测定了在含有小分子酚类化合物的基质中,白腐菌phanerochaetechrysosporium(编号：Gim.383)降解染料的程度。实验证明,苯酚对偶氮类染料和三苯基甲烷类染料的降解均具有促进作用,而对于偶氮类染料的白腐菌降解,间苯三酚具有促进作用,对于三苯基甲烷类染料则是邻苯三酚具有促进作用。此外,这三种酚类化合物对白腐菌降解染料具有最大促进作用的浓度均在60 mg/L左右。
【学位授予单位】：齐鲁工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：X794;X172

【参考文献】