2.3温度对活性黑5脱色的影响
配制染料浓度为50 mg/L的脱色培养基6组，调节其pH至8.2~8.4范围内，分别投加一单位量经最优条件制备的固定化颗粒，并设置投加自由菌体的对照组（pH为6.5左右），于15℃、20℃、25℃、30℃、35℃、40℃生化培养箱中静置脱色30 h，温度对脱色率的影响如图2所示。
从图2中可知，固定化菌体和自由菌体受温度影响的趋势比较相似，在35℃以下，菌体对活性黑5的脱色率均随着温度的上升而增大，但温度达到40℃时，脱色率都明显下降。固定化菌体在低温和高温条件下的脱色能力均高于自由菌体10%左右，这是由于海藻酸钙将菌体包埋固定后为菌株创造了一个相对缓和的微环境，菌体在这个微环境中受到的外界影响相对较小，对高温和低温具有一定的耐受能力。尽管固定化颗粒在35℃时对染料的脱色率达到92.6%，但从其外观分析，小球在35℃条件下已开始出现溶胀现象，反应液浊度增大且产生大量粘稠物质。因此，固定化颗粒对染料脱色的温度范围应控制在30℃以下，高温易使其机械强度降低而产生溶胀现象，其抗低温能力则较强。
2.4染料初始浓度对活性黑5脱色的影响
配制染料浓度为25 mg/L、50 mg/L、100 mg/L、200 mg/L、300 mg/L的脱色培养基5组，调节pH至8.2~8.4范围内，分别投加一单位量经最优条件制备的固定化颗粒，并设置投加自由菌体的对照组，于30℃静置脱色48 h，染料浓度对脱色率的影响如图3和图4所示。
从固定化菌体和自由菌体对不同浓度活性黑5的脱色率对比可知，固定化菌体对高浓度染料的耐受能力明显高于自由菌体。当染料浓度大于200 mg/L时，固定化菌体对染料的48 h脱色率依然达到90%以上，而自由菌体则在80%以下；且在24 h时，固定化颗粒对活性黑5的脱色率就可达到80%左右，明显高于自由菌体的脱色水平。这说明，菌体是否被固定化对低浓度染料的脱色没有明显差异，而固定化菌体对高浓度染料的脱色具有一定优势，这是由于高浓度染料及其中间产物苯胺类物质的毒性对固定化菌株的影响较小，使其能够在毒性相对较小的微环境下生长并对底物进行利用。
2.5固定化颗粒重复利用实验
将在染料浓度50 mg/L的培养基中脱色24 h后的固定化颗粒取出，用无菌水冲洗数次，投加到相同浓度新的脱色培养基中，在相同条件下脱色24 h后，再重复操作3次，并测定每次的脱色率，固定化颗粒的重复利用情况见表2。
由表2可见，随着固定化颗粒的重复利用，其对染料的脱色率逐渐增大，在第4次利用时脱色率进入稳定状态，但某些小球开始破裂，第5次脱色时部分小球出现溶胀现象。这说明，重复脱色对固定化菌体来说是一个驯化过程，菌体对染料逐渐适应并能更好地利用染料作为底物进行生长代谢，但随着重复脱色次数的增加，固定化颗粒内部空间已不能满足菌体生长需要，导致颗粒溶解在脱色液中。因此，适当增加小球机械强度可使其有效运用于实际生产中。
2.6固定化脱色菌应用于染料废水处理
2.6.1葡萄糖浓度对染料废水处理的影响
在500 mL三角烧瓶中加入染料浓度为50 mg/L的染料废水200 mL，其中碳源葡萄糖浓度分别为0 g/L、1 g/L、2 g/L、3 g/L，投加一定量固定化颗粒后，脱色反应24 h，测定脱色率及COD去除率，结果如表3所示。
有葡萄糖作为碳源的染料废水经固定化颗粒处理后，COD均有一定的去除率，但随着葡萄糖浓度升高，去除率则不断下降，说明菌体对外加碳源葡萄糖的利用程度有限。不加葡萄糖的染料废水经处理后COD反而增加，这说明固定化颗粒在脱色过程中出现溶胀现象，向水中释放大量的有机物质。因此，为使COD去除率和脱色率均达到较理想的效果，应使进水葡萄糖浓度维持在1 g/L左右，且有利于保持固定化颗粒的机械强度。
2.6.2固定化菌体在厌氧反应器中的生物强化
在普通厌氧反应器中投加一定量固定化颗粒，反应器体积为2 L，其中污泥为经活性黑5驯化的厌氧污泥，染料废水浓度为50 mg/L，葡萄糖浓度为1 g/L，并设置相同条件未投加固定化菌体的对照组，厌氧脱色24 h，测定脱色率，如图5所示。
在反应初始阶段，固定化颗粒的强化作用表现不明显，随着反应继续进行，强化组和对照组的24 h脱色率相差8%左右，说明固定化菌体在厌氧污泥反应器内有一定的强化作用，但这种强化作用并不十分明显，这可能是由于固定化菌体不能迅速适应染料废水中的环境，且污泥中的其他微生物种类将其同化或与其竞争，对其生长代谢产生一定抑制作用。
3·结论
（1）正交试验结果表明，海藻酸钙包埋法制备固定化颗粒的最优条件为海藻酸钠浓度3%，CaCl2浓度2%，菌体量与包埋剂量之比2：1。
（2）固定化颗粒在培养基中对活性黑5脱色比自由菌体具有更宽的适应范围，其最适pH为8左右，最适温度在30℃，当初始染料浓度为300 mg/L时，48 h脱色率达到90%以上。菌株经固定化后具有耐碱性、耐低温、可重复利用和染料浓度耐受极限高等特性，但在强碱性、高温和重复利用5次后，小球的机械强度降低，出现溶胀现象。
（3）固定化菌体对以葡萄糖为外加碳源的染料废水具有较好的脱色率和COD去除率，且浓度以1 g/L为宜，在厌氧污泥反应器中投加固定化颗粒对染料去除效率有所提高。
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