1材料與方法

    1.1實驗菌種

    紫色非硫光合細菌(purplenonsulfuerphotosyntheticbacteria)為本實驗室培養,培養條件：28~30℃，白熾燈光，光照強度為1500~2000lx，黑暗厭氧條件，培養時間為5~7d。細菌培養及富集培養基配制見參考文獻[2]。

    固定化光合細菌制備取洗滌離心后的光合細菌與配制好的PVA混合溶液按重量比1：2混合，攪拌使菌體分散均勻。將含菌體的混合液滴入含2%CaCl2的飽和硼酸溶液（用NaCO3調pH為中性）中，固化成球。置于-4℃冰箱中固化交聯24h。固化后用蒸餾水洗滌兩次，即得固定化小球。

    1.2實驗廢水

    試驗用廢水取自南京某染料廠的生產廢水，CODCr＝2250mg/L，pH＝5.7；模擬廢水為實驗室配制的酸性大紅廢水，CODCr＝2250mg/L，pH＝5.5。

    1.3試驗方法

    光合細菌酶活力測定[3]取1g固定化細菌分別放入100mL三角瓶內,加入實際染料工業廢水（CODCr=2250mg/L）47.5mL，培養基溶液2.5mL。pH＝8，30℃水浴中2h，然后以5000r/min離心分離處理液10min，測定上清液的CODCr。在上述條件下，以1mg光合細菌1h降解CODCr的量（mg）定義為一個光合細菌酶活力單位。

    CODCr采用標準重鉻酸鉀測定法[4]。

    2結果與討論

    2.1處理系統抗沖擊負荷的比較

    取濕菌（含干菌重0.25g）制成光合細菌固定化小球(已經過富集培養基活化24h)，加入2.5L染料工業廢水（CODCr=2250mg/L），裝置連接如圖1所示。進行染料工業廢水的連續處理實驗，實驗過程中，每兩天將容積負荷提高0.5kg/（m3·d），連續運行16d，實驗結果如圖2所示。同時進行了懸浮光合細菌處理染料工業廢水實驗。    

    取濕菌（含干菌重0.25g），加入2.5L染料工業廢水（CODCr=2250mg/L），裝置連接同圖1，進行染料工業廢水的連續處理實驗，實驗過程中，每兩天將容積負荷提高0.5kg/（m3·d），連續運行10d，實驗結果如圖3所示。

    比較圖2和圖3可以看出：固定化光合細菌系統中，當容積負荷低于3.5kg/（m3·d）時，系統處理效果穩定，CODCr去除率在90％以上，當容積負荷高于3.5kg/（m3·d）時，出水CODCr有所增加，但并沒有發生沖擊現象，即系統仍具備處理能力，說明固定化光合細菌有一定的的耐沖擊負荷性。利用懸浮光合細菌法處理該染料工業廢水的最大容積負荷為2kg/（m3·d）。當容積負荷小于2kg/（m3·d）時，出水CODCr穩定在500mg/L左右；當容積負荷大于2kg/（m3·d）時，出水水質急劇變壞，說明懸浮光合細菌生物系統已基本無處理能力。說明懸浮光合細菌系統的抗沖擊負荷能力弱。光合細菌從本質上講也是一種含有多種官能團的蛋白質結構，經固定化后的光合細菌其官能團與載體之間發生了共價鍵或范得華力等形式的作用，主鏈結構得到加固，不易流失，不易被破壞，能耐有機物生物毒性物質的沖擊，不易失活。

自20世紀60年代小林正泰等開展了利用光合細菌處理有機廢水的實驗研究，先后成功的用光合細菌對食品、淀粉、皮革、豆制品等進行處理。與活性污泥法相比，光合細菌處理有機廢水具有可直接處理高濃度有機廢水；不存在污泥的處理問題，其污泥是很好的有機肥料；所需場地小；且處理費用低等優點[1]，但光合細菌處理菌體輕，菌體易隨水流失限制了其廣泛應用。本文利用固定化光合細菌處理實際染料工業廢水。固定化光合細菌不僅克服了菌體易隨水流失的不足，而且提高了系統容積負荷、抗沖擊負荷能力和耐鹽性。    

    1材料與方法

    1.1實驗菌種

    紫色非硫光合細菌(purplenonsulfuerphotosyntheticbacteria)為本實驗室培養,培養條件：28~30℃，白熾燈光，光照強度為1500~2000lx，黑暗厭氧條件，培養時間為5~7d。細菌培養及富集培養基配制見參考文獻[2]。

    固定化光合細菌制備取洗滌離心后的光合細菌與配制好的PVA混合溶液按重量比1：2混合，攪拌使菌體分散均勻。將含菌體的混合液滴入含2%CaCl2的飽和硼酸溶液（用NaCO3調pH為中性）中，固化成球。置于-4℃冰箱中固化交聯24h。固化后用蒸餾水洗滌兩次，即得固定化小球。

    1.2實驗廢水

    試驗用廢水取自南京某染料廠的生產廢水，CODCr＝2250mg/L，pH＝5.7；模擬廢水為實驗室配制的酸性大紅廢水，CODCr＝2250mg/L，pH＝5.5。

    1.3試驗方法

    光合細菌酶活力測定[3]取1g固定化細菌分別放入100mL三角瓶內,加入實際染料工業廢水（CODCr=2250mg/L）47.5mL，培養基溶液2.5mL。pH＝8，30℃水浴中2h，然后以5000r/min離心分離處理液10min，測定上清液的CODCr。在上述條件下，以1mg光合細菌1h降解CODCr的量（mg）定義為一個光合細菌酶活力單位。

    CODCr采用標準重鉻酸鉀測定法[4]。

    2結果與討論

    2.1處理系統抗沖擊負荷的比較

    取濕菌（含干菌重0.25g）制成光合細菌固定化小球(已經過富集培養基活化24h)，加入2.5L染料工業廢水（CODCr=2250mg/L），裝置連接如圖1所示。進行染料工業廢水的連續處理實驗，實驗過程中，每兩天將容積負荷提高0.5kg/（m3·d），連續運行16d，實驗結果如圖2所示。同時進行了懸浮光合細菌處理染料工業廢水實驗。    

    取濕菌（含干菌重0.25g），加入2.5L染料工業廢水（CODCr=2250mg/L），裝置連接同圖1，進行染料工業廢水的連續處理實驗，實驗過程中，每兩天將容積負荷提高0.5kg/（m3·d），連續運行10d，實驗結果如圖3所示。

    比較圖2和圖3可以看出：固定化光合細菌系統中，當容積負荷低于3.5kg/（m3·d）時，系統處理效果穩定，CODCr去除率在90％以上，當容積負荷高于3.5kg/（m3·d）時，出水CODCr有所增加，但并沒有發生沖擊現象，即系統仍具備處理能力，說明固定化光合細菌有一定的的耐沖擊負荷性。利用懸浮光合細菌法處理該染料工業廢水的最大容積負荷為2kg/（m3·d）。當容積負荷小于2kg/（m3·d）時，出水CODCr穩定在500mg/L左右；當容積負荷大于2kg/（m3·d）時，出水水質急劇變壞，說明懸浮光合細菌生物系統已基本無處理能力。說明懸浮光合細菌系統的抗沖擊負荷能力弱。光合細菌從本質上講也是一種含有多種官能團的蛋白質結構，經固定化后的光合細菌其官能團與載體之間發生了共價鍵或范得華力等形式的作用，主鏈結構得到加固，不易流失，不易被破壞，能耐有機物生物毒性物質的沖擊，不易失活。