游离和固定化混合菌同时去除制革废水中Cr3+及OPnEO的研究

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制革废水中含有大量的Cr3+与辛基酚聚氧乙烯醚(OPnEO),对环境造成了严重的危害,同时有机物OPnEO的存在使Cr3+在环境中的行为变得尤为复杂,还增加了污染废水治理的难度。以往在单介质中治理单一污染物的环境行为的研究成果应用到实际污染治理时,通常会由于介质中其他污染物的存在而达不到预期效果。因此利用微生物处理含Cr3+和OPnEO污染废水的研究非常有意义。本课题以实验室保存的高效去除Cr3+的真菌菌株B5(微紫青霉菌)和高效降解OPnEO细菌菌株H1(醋酸钙不动杆菌)为材料,开展游离和固定化混合菌同时去除制革废水中Cr3+和OPnEO的研究,主要结果如下:(1)以实验室保存的从金井制革污水厂筛选所得微紫青霉菌B5与醋酸钙不动杆菌H1为研究对象,采用二苯碳酰二肼分光光度法和高效液相色谱法(HPLC),着重考察了B5与H1的混合菌去除Cr3+和OPnEO的效果。结果表明,微紫青霉菌B5与醋酸钙不动杆菌H1混合培养对Cr3+及OPnEO的去除效果优于单一菌株,两菌株间具有一定的协同作用。(2)考察了影响混合菌去Cr3+和OPnEO的相关因素,发现混合菌去Cr3+和OPnEO的适宜温度为20-35℃,pH值为5-9,稍偏碱性环境有利于混合菌对Cr3+和OPnEO的去除;当混合菌接种量为2%、pH值7、28℃培养7d,混合菌对Cr3+和OPnEO的去除率最高,分别达到55%和56.8%。(3)以微紫青霉菌B5和醋酸钙不动杆菌H1按照1:1配置实验所需的混合菌,命名为Z1。分别以聚乙二醇、改性秸秆、海藻酸钠为固定化材料对混合菌Z1进行包埋,通过对Cr3+和OPnEO的修复实验得到OPnEO的修复率分别为53.42%、46.29%、55.14%;Cr3+的修复率分别达到58.41%、54.24%、60.95%,从而确定了海藻酸钠为混合菌Z1修复Cr3+和OPnEO的最佳包埋材料。(4)将Cr3+修复率定为响应值,利用Plackett-Burman实验确定Cr3+初始浓度、pH值、温度为影响混合菌Z1修复Cr3+的3个主要因素;运用最陡爬坡实验设计,结合Box-Behnken实验设计及响应面法分析,确定海藻酸钠固定化混合菌Z1在初始pH7.64、Cr3+初始浓度856.34mg/L、温度30.39℃、OPnEO初始浓度950mg/L、外加2m1胰蛋白胨条件下培养7d,Cr3+修复率达到77.69%,比单因素实验条件下的Cr3+修复率提高了7%。
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