深海锰结核作生物固定化载体处理染料废水

D0I:10.13374/j.issn1001-053x.2002.01.032 第24卷第1期 北京科技大学学报 Vol.24 No.I 2002年2月 Journal of University of Science and Technology Beijing Feb.2002 深海锰结核作生物固定化载体处理染料废水 李浩然”冯雅丽)欧阳藩”卢寿慈) 1)中同科学院化工冶金研究所生化工程国家重点实验室，北京1000802)北京科技大学七木与环境1程学院，北京100083 摘要用深海锰结核作生物固定化载体，在气升式反应器内进行了对比实验，结果表明：结 核作固定化载体处理废水，可有效地降低废水中的化学耗氧量(COD),生物耗氧(BOD)、固体 悬浮物(SS),色度等，并可打开难降解的卡环.固定化徽生物脱色机理是载体吸附和细南降解 双重作用.处理的污水可作为J13菌的行效背养和碳源，作为微生物浸出深海锰结核中冇价 金属的培养基.固逆化微生物在染料废水处理中行实用价值 关健词深海锰结核；染料废水；州定化载体 分类号X756:X703 纺织印染废水是·种雉处理的业废水， 区的混合菌.(4)培养基：污水=1：100：匍萄糖：尿 具有高浓度（化学耗氧址COD、总有机碳TOC) 素：KHPO,=100:5:1.(5)白制PVA(平均聚合度 和高色度等特点，高浓度行机物将消耗水体中 1750±50)小球.(6)分析方法：722分光光度计测 的溶解氧，废水的色度阻碍了光向水体的传递 定试验收前后反成液的吸光值，计算脱色举： 从而破坏了水生生物的生存环境. 表1保定化工三厂染料污水的成分 固定化细胞是用物理或化学的手段将游离 Table I Dye sewage component of Baoding Third 细胞定位于限定的空间区域，使其成为一种既 Chemical Plant 保特本身催化活性，又可在连续反应后回收和 染料污水组成 废水成分 反复利用的生物催化剂 210#黑 H酸，偶氨基 深海锰结核特殊的：物成因，使其对微生 114#红（侦处理前） 卡酚磺酰氯 物其有极高的适应性，同时结核巨大的比表面 酸性橙Ⅱ 积（微孔直径约10nm大小的，孔隙率50%-60%， 酸性毛心 尤机：NaC1.NaSO 直接湖蓝5B 比表面积为200mg),界面的生化特性不同于 行机：袋系物装系物.含行硝酸 25#蓝 基，氨其，硝基，甲氧基：行个别连 两相体系中任何一相的特性.锰结核的独特的 棕 苯氨的有机物，并行偶氨基。 界面力构成了微生物在结核颗粒卜被固定的基 114#红（侦处理） 础 表2纺织染料污水水质指标及国家三级排放标准 Table 2 Water quality guideline of weave dye sewage and 1材料与试验方法 the third national let-out standard 1.1材料与分析方法 序号 污染物 B COD /mg.1.' 9000 1000 (1)深海锰结核.DY9509航次由“大洋 2 BOD /mg.L 920 600 号”在东太平洋采得.(2)纺织染料污水.取自保 3 色度倍 20000 定化工三，其成分如表1和表2试验用污水 SS/mg.L' 640 400 组成体积比例为，114#红：210#黑：酸性橙Ⅱ：酸性 5 米胺类/mg1. 11.5 5.0 毛心：25#蓝：染料中间体=1：2：3：2：5：1.处理后应 6 硫化物mgL' 5.45 1.0 达到国家二级排放标准.(3)菌种是取1不同地 > 总NmgL' 244 总Pmgl. 9.7 收稿日期2001-04-29李沿然男，33岁，副研究1.碳上 9 pH 7.27 69 *国家“儿i”长远发展专DY95-04-05) 注：A为处理前染料水指标：B为时家染料污水级 排放标准

第 卷 第 期 年 月 北 京 科 技 大 学 学 报 介 深海锰结核作生物 固定化载体处理染料废水 李浩然 ” 冯稚丽 ” 欧 阳 藩 ‘， 卢寿慈 ” 中国科学院化工冶金研究所生化工程国家重点实验室 ， 北京 北京科技大学 七木 与环凌 程学院 北京 摘 要 用 深海 锰结核 作生 物 固定化 载体 ， 在气升式反 应 器 内进行 对 比实验 结果表 明 结 核作固定化载体处 理 废水 ， 可有效地 降低废水中的化学耗氧量 、 生物耗氧 鼠 、 固体 悬 浮物 、 色度 等 ， 并可打开 难降解 的 苯环 固定化微生 物脱色机理 是 载体 吸 附和细 菌降解 双重作 用 处 理后 的朽 水 可作 为 菌的 有效 营养 和碳 源 ， 作为微 生 物 浸 出深海锰结 核 ‘ ，有价 金 属 的 培 养 基 固 定 化 微 生 物 在 染料 废水 处 理 中有 实 用价值 关扭词 深海锰结核 染料废水 固定 化载体 分类号 纺 织 印染废 水 是 一 种 难处 理 的 ’ 业 废 水 ， 具 有 高浓 度 化学 耗 氧量 、 总有机碳 和 高色度等特点 ， 高浓 度 有 机物将消耗水体 中 的溶 解 氧 ， 废 水 的 色度 阻 碍 了光 向水 体 的传递 从 而破 坏 了水生 生 物 的 生 存环境 固定化细胞是 用物理或化学 的手段将游 离 细 胞定位 于 限定 的 空 间 区 域 ， 使其成 为一 种 既 保持 本身催化活性 ， 又 可在 连续 反 应 后 回 收 和 反 复利用 的生 物催化 剂 ‘” 深海锰结核 特殊 的 ，卜物 成 因 ， 使 其 对 微 生 物 具有 极 高的适 应 性 ， 司时 结 核 巨 大 的 比表 面 积 微孔直径约 大小 的 ， 孔隙率 ，一 ， 比表 面 积 为 ， 界面 的生 化特性 不 同于 两相 体系 中任何一 相 的特性 锰 结核 的独特 的 界而 力构成 了微生 物在结 核颗粒 卜被 固定 的基 石出 ， 区 的混合菌 培 养基 污 水二 卜 葡萄糖 尿 素 一 一 自制 平均 聚 合度 土 小球 分析 方法 分 光 光度计测 定 试验 收前后 反 友液 的 吸 光仇 ， 计算脱色 率 表 保 定 化 工 三 厂 染料污 水 的成 分 比 染料污 水组成 废水成分 黑 红 预处理前 酸性拟 酸性 毛元 直接湖蓝 蓝 棕 红 预处理后 酸 、 偶氮从 苯酚 、 磺酞氯 尤机 、 有机 茶 系物 、 苯系物 、 含有硝酸 从 氨基 、 硝从 甲氧基 有个别连 苯氨的有机物 ， 并有偶氮 从 材料与试验方法 材料与分析方法 深海锰结核 刁 航 次 由 “ 大 洋 号 ” 在东太平洋 采得 纺织染料 污 水 取 自保 定 化工 二厂 ， 其成分 如 表 和表 ’ 试验用 污 水 组 成体积 比例 为 ， 红 黑 酸性橙 酸性 乙儿 蓝 染料 中间体 处 理 后 应 达 到 国家 二级排 放 标 准 菌种 是取 自不 同地 收 稿 日 期 刁 一 李 浩 然 男 ， 岁 副研究 ， 他 司家 “ 九五 ” 长远 发展 专顶‘ 一 一 表 纺织 染料 污 水 水质指标及 国 家三 级排放标 准 卜 一 序 号 字，染物 · ’ · ’ 色 红 可吝 一 · ’ 苯胺类 · ’ ， 硫化物 · ’ 总 · ’ 一 总 · ’ 一 注 为处 里前染料宁，水指 标 为 闷家染料 污 水 少 级 排 放标准 DOI ：10．13374／j ．issn1001－053x．2002．01．032

12 北京科技大学学报 2002年第1期 Beckman高压液相色谱测苯环打开情况；重铬 酸钾法测定反应前后的CODcr. 工 12试验方法 污水槽 场动泵 (1)菌种的驯化.将取来的污泥放在曝气池 加培养基曝气进行好氧菌的培养，逐渐减少培 沉淀池 养基而增加污水的投放量驯化菌种.同时将污 下降区 泥放在生物摇床上加培养基进行厌氧培养，按 提升区 上述方法驯化厌氧菌种.在此期间不断镜检，观 ]气提式循环反应器 察在不同时期菌种的变化， 田1气提式循环反应醋装置 (2)固定化细胞培养.包埋法固定化细胞采 Fig.1 The device of airlift loopreactor 用的包埋介质为聚乙烯醇(PVA).具体方法：将 不投加载体情况下进污水，污水量控制在30%， 15%的PVA溶液与5%-2.0%的海藻酸钠，1%丙 并培养活性污泥；待运行稳定后，进行降解测 烯酰胺及悬菌液混匀后，加入一26目5%的锰结 试.第2阶段，投加载体锰结核50g,污水量控制 核，吸附达到平衡，然后通过喷嘴将其滴人20% 在30%，并培养载体生物膜；镜检生物膜成熟 的5molL的CaCl,溶液中，充分反应，滤出洗 后，此时反应器内存在良好的载体生物膜和游 净，得球状固定化颗粒，直径为3~5mm.将上述 离活性污泥；再进行载体生物膜和游离活性污 小球先用0.06mo/L乙二胺处理1h,再用0.3 泥共同作用下的降解测试.结果如图2、图3所 mol/L戊二醛交联处理10min,以增加载体的机 示.加人易被细菌利用的碳、氮源后，脱色率显 械强度.固定化颗粒装填在流化床中待用. 著提高，说明在以染料为惟一碳源和能源时，由 (3)染料废水固定化反应器.制成的固定化 于细菌增长太慢而不能达到好的脱色率，因此 载体粒径在3-5mm,密度为1.8-2.0g/cm3.研制 在固定化初期应该提供丰富的营养条件，以尽 出了气提式循环反应器.其基本原理是：在反应 快提高生物量.在染料为惟一碳源、能源的条件 器内投加生物载体，污水和空气从底部进入中 下，对染料污水在较长时间的连续流动状态保 心提升管，被提升的气（空气）、液（污水）、固（生 持很好的脱色效果，但随着时间的延长，脱色率 物体)3相进行强烈搅动接触，并上升到顶部，通 不断下降，这是因为生物降解慢于结核对染料 过下降区回到底部，形成流体循环，实现各种传 的吸附.初期由于结核有很大的吸附容量，表现 质，完成有机物等的降解.气提式循环反应器不 出高的脱色率，随着结核吸附空间的被占用，表 需处理水回流，也不需设置专门的脱膜装置 现出脱色率的稍稍下降，当生物降解速度与吸 气提式循环反应器的载体投配率为5%~10%， 附作用达到一个平衡时，则可维持一个恒定的 反应器对污水的处理是依靠固着生长的生物膜 脱色率 和游离的活性污泥共同作用的结果.为检验多 2,2连编试验 金属结核的固定化处理废水的效果，以非固定 (1)反应器固定化载体与无载体的染料污水 化和固定化试验2种方案进行对比试验， 降解对比，第1阶段，在气提式循环反应器装置 中，在不投加载体情况下进污水，并培养活性污 2试验结果及分析 泥；待运行稳定后，进行降解测试其在不同流量 试验装置如图1所示.反应器高500mm,外 和低浓度条件下的的降解情况.第2阶段，投加 径100mm,提升管直径70mm,反应区有效容 载体50g,并培养固定化载体生物膜；镜检裁体 积为22L；载体为内固定锰结核和厌氧菌的 生物膜成熟后进行降解测试.试验结果如图4 PVA小球，粒径为3-5mm;污水采用保定化工 一图6所示.其中低含量污水的处理试验采用 三厂染料污水CODer=9000mgL,污水量控制 进水稀释凋制而成，其CODer=3000mgL. 在30%，供气量为50Lh.反应器内溶解氧浓度 从固定化载体的试验看出：活性污泥能承 可维持在2.8mg/L以上. 担较大的有机去除效果；但随着水力停留时间 2.1间歇试验 的缩短，有机物的去除率迅速下降，抗冲击负荷 第1阶段，在气提式循环反应器装置中，在 的能力较差：在低负荷运行过程中，出现污泥膨

北 京 科 技 大 学 学 报 年 第 期 高压液相色谱测苯环打开情况 重 铬 酸钾法测定反 应前后 的 试验方法 菌种的驯化将取来的污泥 放在曝气池 加培养基曝气进行好氧菌的培养 ， 逐 渐减少培 养基 而增加污水的投放量驯化菌种 同时将污 泥放在生物摇床上 加培养基进行厌 氧培养 ， 按 上 述 方法驯 化厌氧菌种 在此期间不断镜检 ， 观 察在 不 同时期菌种 的 变化 固定化细胞培养 包埋法 固定化细胞采 用 的包埋介质为聚乙烯醇 具体方法 将 的 溶液与 嘶的海藻酸钠 ， 丙 烯酞胺及悬菌液混匀后 ， 加人 一 目 的锰结 核 ， 吸 附达到平衡 ， 然后 通过喷嘴将其滴人 的 几 的 溶液中 ， 充 分反 应 ， 滤 出洗 净 ， 得球状 固定化颗粒 ， 直径为 一 将上述 小球先用 。 比 乙 二胺处理 ， 再用 几 戊 二 醛交联 处理 ， 以增加载体的机 械 强度 固定化颗粒装填在 流化床 中待用 染料废水 固定化反应器 制成 的固定化 载体粒径 在 一 ， 密度 为 一 沙 研制 出 了气提式循环反 应器 其基本原 理是 在反 应 器 内投加生 物 载 体 ， 污 水和 空 气从底部进人 中 心 提升 管 ， 被 提升 的气 空气 、 液 污 水 、 固 生 物体 相进行强 烈搅动接触 ， 并 升到顶部 ， 通 过下 降区 回到底部 ， 形成流体循环 ， 实现各种传 质 ， 完成有机物等的降解 气提式循环反应器不 需处理水 回流 ， 也不需设置专门的脱膜装置 件 气提式循环反 应器的载体投配率为 一 反应 器对污水 的处 理是依靠固着生长 的生物膜 和游离 的活性 污泥共同作用 的结果 为检验多 金 属结核的 固定 化处理废水的效果 ， 以非 固定 化 和固定化试验 种方案进行对 比试验 污水槽 门 工 沉淀池 二 试验结果及分析 试验装置如图 所示 反应器高 ， 外 径 ， 提升管直径 ， 反 应 区 有效容 积 为 载体为 内 固定锰 结 核 和 厌 氧菌的 小球 ， 粒径 为 一 污水采用保定化工 三 厂 染料污水 妙 ， 污水量控制 在 ， 供气 量为 小 反 应器 内溶解 氧浓度 可 维持在 创 以 上 间歇试验 第 阶段 ， 在 气 提式循环 反 应 器装 置 中 ， 在 圈 气提式循环反应一软 · 七 州 】 彻 不投加载体情况下进污水 ， 污水量控制在 ， 并培养活性 污 泥 待运行稳定后 ， 进行降解测 试 第 阶段 ， 投加载体锰结核 ， 污水 控制 在 ， 并培养载体生物膜 镜检生物膜成熟 后 ， 此时反应 器 内存在 良好 的载体生 物膜和 游 离活性污泥 再进行 载体生物膜和 游离活性污 泥共 同作用 下 的降解测试 结果如 图 、 图 所 示 加人易被细菌利用 的碳 、 氮源后 ， 脱色率显 著提高 ， 说 明在以染料为惟一碳源和能源时 ， 由 于 细菌增长太慢而不能达到好的脱色率 ， 因此 在固定化初期应该提供丰富的营养条件 ， 以尽 快提高生物量 在染料为惟一碳源 、 能源 的条件 下 ， 对染料污水在较长 时间的连续流 动状态保 持很好的脱色效果 ， 但随着时间的延 长 ， 脱色率 不断下 降 ， 这是 因为生 物降解慢于 结核对染料 的吸附 初期 由于结核有很大的吸附容量 ， 表现 出高的脱色率 ， 随着结核吸附空 间的被 占用 ， 表 现出脱色率的稍稍下 降 ， 当生物降解速度与 吸 附作用 达 到一 个平衡时 ， 则 可 维 持一个恒定 的 脱色率 连续试验 反应器 固定化载体与无载体的染料污水 降解对 比 第 阶段 ， 在气提式循环反应器装里 中 ， 在不 投加 载体情况下进污水 ， 并培养活性 污 泥 待运行稳定后 ， 进行降解测试其在不 同流量 和低浓度条件下 的的降解情况 第 阶段 ， 投加 载体 ， 并培养固定化载体生 物膜 镜检载体 生 物膜成熟后进行降解测试 试验结果如 图 一图 所示 其 中低含量 污水 的处 理试验采用 进水稀释调 制而成 ， 其 二 叭 从 固定化载体的试验看出 活 性 污 泥能承 担较大 的有机去 除效果 但随着水 力停 留时 间 的缩短 ， 有机物的去除率迅速下降 ， 抗 冲击负荷 的能力 较差 在低负荷运 行过程 中 ， 出现污泥膨

Vol.24 No.I 个浩然等：深海锰结核作小物間定化载体处理染料皮水 13 70 (a)加培养基前 100 (b)加培养基后 60 80 50 固定化 图2培养基对脱色影响的对 部40 樹定化 60 服试验 30 的J Fig.2 Comparing test of ad- 滥 40 ding culture medium effect on 20 非倒定化 10 定化 20 decolor 0 0 0 40 60 80 100 0 20 40 呢 100 t/h t/h 70 (a)加培养基前 80 (b)加培养基 50 固定化 足册 图3培养蕃对CODer降解影 60 0 閩定化 响的对照试验 W 30 40 Fig.3 Comparing test of ad- 非固定化 ding culture medium on de- 化 0o) 10 gradation CODer 04 0 0 20 40 60 80100 0 20 4060 80100 t/h t/h 胀现象，混合液沉降性较差，出水水质恶化 和出水浑浊现场以 在固定化载体反应器内游离污泥和载体生 (2)反应器内生物量的对比生物量的多少 物膜的共同作用下，提高了有机物的去除效率； 是生物处理污水的重要参数之·，常用MLSS 增强了反应器抗冲击负荷的能力；低负荷运行 或MLVSS来表示.由于定化载体反应器内既 良好.从镜检中能发现，固定化载体生物膜构造 存在载体生物膜，又有大量的活性污泥，因此两 由内至外逐渐疏松，外部无数分散的丝状菌：生 者共同组成生物总量.无固定化载体的反应 物膜上生着大量原生动物（如钟虫）；部分后生 器中只有大量的活性污泥. 动物（如轮虫）用尾部吸盘固定在载体上，身体 在固定化和非固定化试验的反应器内各分 伸展出来；较类似活性污泥（固定化载体生物膜 散点：，用长80mm,直径10mm的玻璃管随机 见图7).由于生物膜上形成了较多的捕食性微 取混合液10mL,置于容器中.对非固定化反应 生物，且循环流动而不易流失，丝状菌能固着生： 器的生物量采用普通悬浮固体(SS)的测定方法. 长，因此在不利的条件下，也不易产生行泥膨胀 而周定化反应器中的生物量，考虑高温对载体 100 固定化 100 州定化 80 80 60 固定化 60 目固定化 的 40 40 20 20 0 10 15 20 25 30 10 15 20 25 30 /mL.h' /mL.h 图4不同水流量下CODer的去除率 图5不同水流量下SS的去除率 Fig.4 CODer removal rate under different flow Fig.5 SS removal rate under different flow 100 CO 80 周定化 BOD 01 60 阖定化 .HO -NH 20 ·HS 0 0 BOD 10 15 20 25 30 厌氧好氧附者水层流动水上 O/mL.h 生物膜 图6不同水流量低有机物浓度SS的去除率 图7生物膜构造示意图 Fig.6 SS removal rate under different flow while low consistence Fig.7 The biofilm construction sketch map

匕 。 加培养荃前 李浩然 等 深 海锰 结核作 ’ 几物 固定化载体处 理 染料废 水 加培 养从后 定化 一 一 一一 并司盔芝 份﹃门︸月︸矛 ︸ 僻刊豁芝 附 一 啊 一 阴定 图 培养苍 对脱 色影 响 的对 照试验 · · 云 爪 少 爪 产一广 加培养 堪 八 一 · 一 产 定化 图 培 养签 对 降解 影 响 的对 照试验 ， ” 了︸ 辞毯相芝口 ，︶，︸尸、，月了、 瓣遴湘芝切 小 胀现象 ， 混合液沉降性 较 差 ， 出水水质 恶 化 在 固定化载体反 应 器 内游离污泥 和载体生 物膜的共同作用下 ， 提高 一 有机物的去除效率 增强 了反 应 器抗 冲击负荷的能力 低 负荷运 行 良好 从镜检中能发 现 ， 固定化载体生 物膜构造 由内至外逐渐疏松 ， 外部 无数分散 的丝状 菌 生 物 膜 卜生 着大 量原生 动 物 如 钟虫 部 分后 生 动 物 如轮虫 用 尾 部吸 盘 固定在载体 卜 ， 身体 伸 展 出来 较类似 活 性 污 泥 固 定 化载体生 物 膜 见 图 由于 生 物 膜 卜形 成 了较 多的捕食性 微 生 物 ， 且循环流动 而不 易流失 ， 丝 状菌能 固着生 长 ， 因此在不 利的条件 卜 ， 也不易产生 行泥膨胀 爪 和 出水 浑 浊 现场 “ ， 反 应 器 内生 物 量的对 比 生 物 量 的多少 是生 物处理污水的 重要参数之 ， 常用 或 来表示 由 于 固定 化载体反 应 器 内既 存在 载体生 物膜 ， 又有大量 的活性污 泥 ， 因此两 者共 同组 成生 物 总 量‘，， 而 无 固定 化载体 的反应 器 中 只有 大 量 的 活 性 污 泥 在 固定 化和 二作固定 化试验 的反 应 器 内各分 散点 几 ， 用 长 ， 直径 的玻 璃管随机 取混 合液 ， 置 于 容器 中 对非 固定化反 应 器 的生 物量采用 一 普通 悬 浮 固体 的测定 方法 而 固定化反 应 器 中的生 物 量 ， 考虑 高温 对 载体 匕，﹃‘月 辞遴来芝的 一一习醚逮 而洽 、 、 声 ， 七 圈 匕一 不 一一 同 一 水 一一 流 一一 － 下 · ’ － 的 一 去 － 除率 … … 址 的触代 一 －－ 哥逝荆芝 · ’ 圈 不 同水流 下 的去 除率 娘 占，定化 之 一 ， ︸ 斗斗月茸 ︸ 日州定化 ‘， 哥渔来芝叻 匕一一一一一‘ 一一一一一 一一一 · ’ 圈 不 同水流 低 有机物浓度 的去除率 比 卜 ， ， 厌 氧 好氧 附 着 水层 流 动 水层 生物膜 图 生物 膜构 造 示 意图 · 卜

。14 北京科技大学 学报 2002年第1期 的影响，采用以下方法：将混合液静置，除去上 固定，从而产生污染物共代谢的作用 清液后，将沉淀物放入烘箱110℃烘2h,冷却后 称重，再放人20gL的NaOH溶液中煮约1h, 3结论 并不断搅拌，取出后置于搅拌机剧烈搅动10 (1)用深海锰结核作固定化载体处理废水是 min,然后用清水洗出沉淀物，再放烘箱2h,取 可行的，从固定化与非固定化污水处理对比试 出冷却后称其质量，前后的质量差即为固定化 验看，用结核做载体处理污水明显优于非固定 载体的生物量.测试结果如图10所示. 化；（②）气提式循环反应器处理污水是载体生物 8 6 膜和游离活性污泥共同作用的结果，从而产生 固定化 污染物共代谢的作用：(3)具有载体生物膜的混 2 非定化 合液，生物总量和种类增加.固定化载体反应器 2 3 对污水的处理效率明显优于非固定化单纯的活 采样次数 性污泥；(4)提高载体生物膜量是提高反应器混 留10反应器内生物量 合液生物总量的有效途径.也有利于提高反应 Fig.10 MLSS in the reactor 器的处理效率和稳定性；（⑤）结核作固定化载体 固定化与非固定化反应器混合液中，固定 处理的染料废水，由于共代谢作用强，苯环结构 化生物量比非固定生物量(MLSS)要高得多.从 被打开，非固定化处理的染料废水，苯环结构没 测试结果来看：反应器内的生物量是变化的，但 有打开. 基本趋于稳定，变化幅度不大；增加固定化载体 参考文献 生物量是提高整体反应器生物总质量的有效手 1夏晓明，侯文华.固定化技术研究的新进展[，工业馓 段 生物，1997(4：232 从染料废水、固定化和非固定化废水处理 2李浩然，冯雅丽，徽生物浸出深海多金属结核中有价 的高压液相色谱图及全波长扫描图可以看出， 金属).北京科技大学学报，2000,22(6)：489 在可见光区，吸收峰不断降低，说明发色基团不 3李浩然，冯雅丽.馓生物漫出深海多金属结核中有价 断被破坏；而在紫外区，吸收峰不断增加，说明 金属初探J],有色金属，2000(4)：74 大分子的染料降解成小分子的有机物：在250nm 4刘汉钊，张永奎.徽生物在矿物工程上的应用的新进 展[U.国外金属矿选矿，1999(12)：9 左右，随着时间的增加，苯环的特征吸收峰消失 5 Mort S L,Dean-Ross D.Biodegradation of Phenolic Com- 说明苯环结构被破坏，已经打开，固定化载体内 pounds by Sulfate-reducing Bacteria from Contaminated 部固定厌氧菌，外部固定好氧菌，形成微生物共 Sediments[J].Microb Ecol,1994(1).67 Manganese Nodules as Bio-immobilized Carrier to Degradation Dye Wastewater LI Haoran",FENG Yali,OUYANG Fan",LU Shouci 1)Institute of Processing technology,Academia Sinica National Laboratory of Bio-chemical Engineering.Beijing 100080.China 2)Civil and Environment Engineering School,UST Beijing,Beijing 100083,China ABSTRACT Using manganese nodules as immobilized carrier,in an air-lift loop reactor the investigation on comparing immobilized carrier to disposal dye wastewater with non immobilized carrier was carried out.It is proved that with nodules as immobilized carrier to degradation organisms in dye wastewater,are effecitivity, the color depriving character of immobilized microbe rely on adsorption and bio-degrading,biological oxygen demand(BOD),chemical oxygen demand(COD),suspended solid(SS)and color degree can be largely re- moved,and the benzene can be destroyed.The treated water can be applied to culturing microbe.It's practi- cable to dispose dye wastewater with immobilized microbe. KEY WORDS manganese nodules;dye wastewater;immobilized carrier

北 京 科 技 大 学 学 报 年 第 期 的影 响 ， 采用 以 下方法 将混合液静置 ， 除去上 清液后 ， 将沉淀物放人 烘箱 ℃ 烘 ， 冷却后 称重 ， 再放人 的 溶液 中煮约 ， 并不 断搅拌 ， 取 出后置 于 搅拌机 剧 烈搅动 ， 然后用 清水洗 出沉 淀物 ， 再放烘箱 ， 取 出冷却后称其质量 ， 前后 的质量差 即为固定化 载体的生 物量 测试结果如 图 所示 固定 ， 从而 产生污染物共代谢的作用 山 二 固定化 非固定化 采样次数 圈 反 应 器 内生物， 加 血 邝 固定 化 与非 固定 化反 应 器混 合液 中 ， 固定 化生 物量 比非 固定生 物量 要高得多 从 测试结果来看 反应器 内的生 物量是变化的 ， 但 基本趋 于稳定 ， 变化幅度 不 大 增加 固定 化载体 生 物量是提高整 体反应 器生物 总质量 的有效手 段 从染料废水 、 固定化和非 固定化废水处 理 的 高压 液相 色谱 图及 全 波长 扫描 图 可 以看 出 ， 在可 见光 区 ， 吸收峰不 断降低 ， 说明发色基团不 断被破坏 而在紫外 区 ， 吸 收峰不 断增加 ， 说 明 大分子 的染料降解成小分子的有机物 在 左 右 ， 随着时间 的增加 ， 苯环 的特征吸收峰消失 说 明苯环结构被破坏 ， 已 经打开 固定化载体 内 部固定厌 氧菌 ， 外部固定好氧菌 ， 形成微生 物共 结论 用 深海锰结核作固定化载体处理废水是 可行 的 ， 从 固定化 与非 固定 化污 水处 理对 比试 验看 ， 用 结核做载体处 理污水 明显 优 于 非 固定 化 气提式循环反 应器处 理污 水是载体生物 膜和 游离活性 污 泥 共 同作用 的结果 ， 从而产生 污 染物共代谢的作用 具有载体生 物膜 的混 合液 ， 生 物总量 和种类增加 固定化载体反应器 对污水的处理效率明显 优于非 固定化单纯 的活 性污 泥 提高载体生 物膜量是提高反应器混 合液 生 物 总量 的有效途径 也 有利 于 提 高反应 器 的处 理效率和稳定性 结核作 固定化载体 处理 的染料废水 ， 由于共代谢作用强 ， 苯环结构 被打开 ， 非 固定化处理的染料废水 ， 苯环结构没 有打开 参 考 文 献 夏 晓明 ，侯 文华 固定化技术研究 的新进展 工业微 生 物 李浩然 ， 冯 雅丽 微生 物浸 出深海 多 金属 结核 中有价 金属 北 京科技大学学报 ， ， 李浩然 ， 冯雅丽 微生物漫 出深海 多金 属结核中有价 金属初探 ， 有色金属 ， 刘汉钊 ， 张永奎 微生物在矿物工程上 的应用的新进 展 · 国外金属矿选 矿 ， ， 一 ， 砂 一 ， ， 的 ，‘ 、荟曰 一 认 刀 ，，， 尸百万 尸 ， 期刀 ，，， 比 ， 加 ， 劝 ， 玉 ， ， ， ’ 一 勿 七 幻。 叭 勿 ， ， 一 脚 ， ， ， ， 脚 ， 们