白腐真菌处理硝基化合物的应用基础研究

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本文以白腐真菌和白腐真菌锰过氧化物酶(MnP)为主线,研究了MnP的酶学特性、MnP对苯胺和硝基苯的降解,并利用白腐真菌生化处理微电解预处理后的二硝基重氮酚(DDNP)工业废水。白腐真菌降解的有机污染物不需进入细胞内代谢,白腐真菌本身不易受到有毒物质的侵害,而且也降解不溶性化合物。 实验采用异步培训法筛选菌种,用三级扩大培养法培养菌种。本研究不论是微电解还是生化处理,工艺过程中投资少,取材简单易得,处理效果较好,真正作到了以废治废的目的。 在考察MnP学特性中,研究了摇床培养和静置培养两种培养方式条件下:微量元素和氮源对产酶的影响、pH值对产酶和酶存活的影响、温度对产酶和酶存活的影响、装液量对产酶的影响、Mn2+对产酶的影响、接种孢子浓度对产酶的影响、碳源种类和氮源种类对产酶的影响。白腐真菌在摇床条件产酶高。液体培养基中ZnSO4·7H2O浓度为0.03g/L、MnSO4·H2O浓度为0.0017g/L、酒石酸铵浓度为2.0mmol/L时白腐真菌分泌的MnP活最大;MnP在pH=4.5时的酶活情况最佳,存活时间可达17h;MnP在37℃比20℃和50℃的酶生长情况和酶存活情况好;对于静置培养,在250 ml三角瓶中装液量30 ml时酶活最大,振荡培养则在250ml三角瓶中装液量50 ml时酶活最大;在静置培养条件下,MnP的酶活力以2mg/L(第4d时候)最大,而振荡培养条件下也以2mg/L的锰离子浓度在第5d时酶活力最大;静置培养时选择1孔/瓶的接种量,振荡培养时选择2孔/瓶的接种量;对于两种培养方式确定葡萄糖均为最佳碳源、确定酒石酸铵为最佳氮源。 白腐真菌处理苯胺和硝基苯实验中,发现MnP降解苯胺和硝基苯的反应速率与酶浓度呈一级反应动力学关系。确定了白腐真菌MnP降解苯胺和硝基苯的动力学方程及MnP重要的动力学特征参数Vm和Km(苯胺Vm=0.2985mg/L·min,Km=2.8692mg/L;硝基苯Vm=0.8325mg/L·min,Km=0.7525mg/L)。 在放大试验中,添加5%-8%的泥炭有利于提高生化处理效果。其中苯胺和硝基苯的排放达到国家《第二类污染物最高允许排放浓度》的三级标准,出水的pH值接近7。
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