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青霉菌染料吸附-解吸的分子机理及回收废水染料的应用原理研究
  • 项目名称:青霉菌染料吸附-解吸的分子机理及回收废水染料的应用原理研究
  • 项目类别:青年科学基金项目
  • 批准号:20307002
  • 申请代码:B0703
  • 项目来源:国家自然科学基金
  • 研究期限:2004-01-01-2006-12-31
  • 项目负责人:辛宝平
  • 负责人职称:教授
  • 依托单位:北京理工大学
  • 批准年度:2003
中文摘要:

染料废水的脱色一直是困扰印染纺织和染料生产的重大环境问题。我国染料废水的污染尤为严重。本项目提出利用高效吸附青霉菌株的吸附-解吸复合系统进行废水脱色和染料回收的资源化处理思路,并着重研究青霉菌染料生物吸附与解吸的分子机理,阐明颗粒化生长菌体吸附染料的微观反应过程;确定菌丝中起主要吸附作用的物质类型,研究其与染料相互作用的分子机制;探明典型染料解吸行为出现巨大差异的微观机理;确立不同结构染料的最佳解吸条件和工艺。这一思路突破了以往染料废水处理只进行单一脱色的传统思想,而是将脱色处理和染料回收有机结合起来,不但具有较大的社会效益和环境效益,而且还有可观的经济效益。青霉菌染料生物吸附与解吸的分子机理研究,对于筛选具有更高吸附性能的菌株和寻找特定染料的最佳解吸条件都有着重要的指导意义。同时由于目前对于包括染料在内的有机污物生物吸附与解吸的机理研究几为空白,这一研究也有着重要的学术意义和科学价值。

结论摘要:

染料废水的脱色一直是困扰印染纺织和染料生产的重大环境问题。本项目提出利用青霉菌株的吸附-解吸进行废水脱色和染料回收的资源化处理思路。研究了青霉菌之生长菌体染料吸附的微观动态过程及染料积累行为,以及菌体的微观形态和结构变化;确定了菌体中起主要吸附作用的基团类型及作用机制,以及吸附过程的热力学参数变化;确立了不同染料的解吸条件和工艺,以及菌丝接种菌体成球生长关键技术。研究显示,生长菌体对染料的吸附主要积累于细胞内部,吸附过程菌体特定部位膨大变粗形成纺锤状结构;电镜分析表明菌体细胞壁由致密变为疏松,细胞壁厚度增加了4-5倍,细胞质则被挤压至细胞一侧;菌体的形态结构变化可能与染料的吸附具有一定的关系,因为在变形严重的部位往往有更多的染料积累;菌体氨基在染料吸附中起者重要作用,氨基质子化引起的菌体正电性和染料负电性之间的静电引力是染料吸附的重要机制。有的染料在有机溶剂中解吸良好,有的则在酸碱盐溶液中解吸迅速,超声波可加快解吸过程;只有经过72小时特殊前处理的破碎菌丝才能获得在气升式发酵塔中的成球生长。研究揭示了染料生物吸附的内在规律,具有较高的学术和科学价值,同时为技术的实际应用奠定了理论基础。


成果综合统计
成果类型
数量
  • 期刊论文
  • 会议论文
  • 专利
  • 获奖
  • 著作
  • 19
  • 0
  • 0
  • 0
  • 0
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