摘要
在现代工业化生产中，染料废水的排放已经成为一个不可忽视的问题。由于染料废水中的有机染料具有难以分解的特性,对环境造成的污染和危害是无法低估的。因此，研究和开发高效、环保的染料废水处理技术是一项紧迫而重要的工作。 目前，吸附技术被广泛应用于染料废水的治理中。在吸附过程中，吸附剂通过物理或化学作用将染料从废水中吸附并固定在吸附剂表面。由于其具有高效、可控、可重复使用等特点,吸附技术被认为是一种最有前途的染料废水处理技术。 因此，本研究以铜绿假单胞菌为材料，通过分离培养和合成藻酸盐基水凝胶材料的方式，探究了其对染料废水的吸附性能及影响因素。该研究具有一定的理论意义和实际应用价值。主要研究结果如下: (1)两株铜绿假单胞菌已从包装饮用水中分离出来，经过对其表现型的观察，发现这两株菌均为非粘液型。通过对铜绿假单胞菌的增菌培养基和选择培养基进行优化筛选，成功扩增了水样中的铜绿假单胞菌,使其成为具有优势的菌种,并且在选择的培养基中仅筛选出了铜绿假单胞菌。通过筛选具有显著促进铜绿假单胞菌生长效果的营养成分，并按照适宜的比例添加至增菌培养基中，以促进其生长。通过正交实验设计，对培养基各成分的最佳添加量进行优化，以确定最佳的增菌培养基配方，从而实现在饮用水中快速富集铜绿假单胞菌。将其用于自来水培养得到的铜绿假单胞菌菌落生长速度较快。正交优化后增菌培养基的最优配方为:在胰酪大豆胨液体培养基(TSB)的基础上，再加入7 g/L的大豆蛋白胨、8 g/L的胰蛋白胨、2 g/L的磷酸氢二钾、10 g/L的甘露醇、9 g/L的硫酸镁。最优的选择培养基的配方为在TSA固体培养基的基础上，添加0.002％的萘啶酮酸和0.03％的氨苄青霉素。 (2)基于细菌藻酸盐的应用开发了两种通过藻酸盐(Alginic acid sodium salt,ALG)与Ca2+交联得到离子交联网络、聚乙烯醇(polyvinyl alcohol,PVA)与H3BO3交联得到共价交联网络，羧甲基壳聚糖(Carboxymethyl chitosan,CMCS)均匀分散在复合水凝胶中,通过与凝胶体系形成氢键作用参与复合水凝胶网络结构的组装制备了 PVA/ALG和PVA/ALG/CMCS两种水凝胶珠，前者呈不规则的球形，大小为2 mm左右，韧性良好;后者形状规则、大小均匀(4mm)的球形，且具有一定的韧性,热重分析TGA结果表明PVA/ALG和PVA/ALG/CMCS两种水凝胶珠具有良好的热稳定性。溶胀性能分析表明PVA/ALG和PVA/ALG/CMCS水凝胶珠均具有良好的溶胀性能。PVA/ALG水凝胶珠对阳离子染料具有很好的吸附效果，其最大吸附量为89.1mg/g;而PVA/ALG/CMCS凝胶珠对阴离子染料甲基橙的吸附量可以达到119.3 mg/g。 (3)Langmuir等温模型能更好地描述PVA/ALG和PVA/ALG/CMCS复合水凝胶珠分别对亚甲基蓝和甲基橙的吸附行为，表明单层吸附是其主要的吸附形式。根据Langmuir模型可知，PVA/ALG和PVA/ALG/CMCS水凝胶对亚甲基蓝和甲基橙的最大理论吸附量分别为106.8831 mg/g和157.4628 mg/g。FTIR、FESEM-EDS、XPS等表征手段揭示了 PVA/ALG和PVA/ALG/CMCS水凝胶吸附MB和MO的机理主要是表面沉积、孔隙吸附、静电吸附和吸附交换。5次吸附-解吸循环实验结果表明，PVA/ALG和PVA/ALG/CMCS水凝胶珠对亚甲基蓝和甲基橙的吸附容量仍保持在初始吸附容量的85 ％以上，且凝胶珠结构仍然比较稳定，说明这两种吸附剂均具有良好的再生性。综上所述，合成PVA/ALG和PVA/ALG/CMCS凝胶珠对某些实际废水的处理具有潜在的应用价值。
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