碳纤维负载白腐真菌处理染料废水的研究大学学位论文
毕业论文作者:王虎学号:1004150130院系:化学工程学院专业:生物工程题目:碳纤维负载白腐真菌处理染料废水的研究指导者:魏群副教授评阅者:2014 年 6 月吉林摘要摘要合成染料已被广泛应用于许多工业领域,如纺织,印染,印刷,皮革业。
虽然合成染料的多样性结构在工业应用中有很大的价值,但合成染料的广泛应用也导致了严重的环境问题。
为了开发更高效,更具成本效益的处理方法,本实验室对白腐真菌脱色和解毒含多种染料的废水的能力进行了研究,尝试使用碳纤维固定白腐真菌,拟确定最佳工艺条件。
对碳纤维进行预处理,并分别用H2SO4、FeCl、KMnO4、HNO3对其表面含氧官能团进行改性,比较改性前后负载白腐菌处理含次甲基蓝的单一染料废水时,菌的负载量和处理效果。
然后,将聚乙烯醇-海藻酸钠包埋法和碳纤维吸附法相结合固定化白腐真菌从而增强菌的固定化效果。
结果显示:先后经H2SO4、FeCl、KMnO4、HNO3改性后的碳纤维固定化白腐真菌对单一染料废水的处理效果明显高于改性之前,更远胜游离菌对废水的处理,而改性后的碳纤维经聚乙烯醇-海藻酸钠包埋白腐真菌后处理含次甲基蓝的单一染料废水的效果更是达到了83%。
尝试利用固定化好氧反硝化菌在反应器中对混合染料废水进行连续式处理,并比较了固定化白腐真菌和好氧反硝化菌在反应器中对混合染料废水的处理效果。
以往相关课题鲜有研究经白腐真菌处理后染料废水对植物的药害性,本实验用处理后的废水灌浇农作物小麦和大米,与用限制性液体培养基灌浇作对比,比较俩种作物的发芽情况作为药害性强弱的参考。
结果显示:经白腐真菌处理后混合染料废水的药害性大幅下降。
关键词:碳纤维;固定化;白腐真菌;染料废水东北电力大学学士学位论文AbstractSynthetic dyes have been widely used in many fields of industry,such as textiles, dyeing, print, and leather industry. Although various synthetic dyes showing considerable structural diversity have great value in the industrial applications, the extensive use of synthetic dyes has also led to a serious environmental problem . The capacity of white rot fungi to decolorize and detoxify wastewater containing various dyes were studied in order to develop more efficient and cost-effective approach.try using a fixed carbon fiber white-rot fungi, intended to determine the optimum process conditions. The main contents are as follows:after the separation, purification and identification of pure white rot fungi, pretreatment of carbon fibre, and respectively - H2SO4, FeCl3 of oxygen-containing functional groups on the surface modification, compared before and after load modified white-rot fungus with Congo red, methyl orange, methylene blue and malachite green 4 kinds of bacteria as a single dye wastewater load and processing effects, and the results showed that successively after - H2SO4, FeCl3 modification of carbon fiber immobilized white-rot fungi on dye wastewater has good treatment effect, especially for malachite green dye wastewater, the removal rate of chroma reached 88%.try using immobilized aerobic denitrifying bacteria to treat mixed dye wastewater continuously in the reactor , and compared the effect of immobilized white rot fungi and aerobic denitrifying bacteria treatment for mixed dye wastewater in the reactor .although there have been many reports about the fungal decolorization of structurally different dyes, few studies have been conducted on determining the toxicity of dye effluent after decolorization by white rot fungi . In this study, the treated wastewater was used for irrigating crops of wheat and rice, and with the irrigation of restriction liquid medium for paring the germination of two crops as a reference. The results showed:the toxicity of mixed dye wastewater declined sharply after treating by white rot fungus ..Key words:Carbon fiber; Immobilization; White-rot fungi; Dye wastewater目录目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 ..................................................... - 1 -1.1 前言..................................................... - 1 -1.2 染料废水的处理技术 ....................................... - 1 -1.2.1 物理处理法.......................................... - 1 -1.2.2 生物处理法.......................................... - 5 -1.2.3 理化-生物结合法..................................... - 6 -1.3 白腐真菌................................................. - 6 -1.3.1 白腐真菌的微生物学特征............................. - 7 -1.3.2 白腐真菌的培养..................................... - 7 -1.3.3白腐真菌降解染料废水机理 ........................... - 8 -1.3.4 生物法降解染料废水的优点........................... - 9 -1.3.5 碳纤维负载白腐真菌................................. - 11 -1.4 课题的研究意义和内容.................................... - 11 -1.4.1 课题的研究意义.................................... - 11 -1.4.2 本实验的研究内容.................................. - 12 - 第2章实验材料及方法.......................................... - 13 -2.1 材料、仪器及试剂........................................ - 13 -2.1.1 菌种 .............................................. - 13 -2.1.2 试验所用仪器...................................... - 13 -2.1.3 试验试剂.......................................... - 14 -2.2 实验所用培养基.......................................... - 16 -2.3 实验所用染料............................................ - 16 -2.3.1 次甲基蓝.......................................... - 16 -2.3.2 刚果红............................................ - 17 -2.3.3 孔雀石绿.......................................... - 17 -2.3.4 甲基橙............................................ - 18 -2.4 染料废水的配制方法...................................... - 18 -2.5 白腐真菌的筛选和鉴定.................................... - 19 -2.5.1 白腐真菌的筛选与纯化.............................. - 19 -2.5.2 白腐真菌的鉴定.................................... - 20 -2.6 碳纤维的改性............................................ - 20 -2.7 聚乙烯醇-海藻酸钠包埋法固定化的微生物 .................. - 21 -2.8 染料废水脱色效果测定方法................................ - 22 -2.9 染料废水药害性的测定方法................................ - 22 -第3章碳纤维负载白腐真菌处理次甲基蓝单一染料废水.............. - 23 -3.1 实验方法................................................ - 23 -3.1.1 游离白腐真菌处理次甲基蓝单一染料废水.............. - 23 -3.1.2 碳纤维负载白腐真菌处理次甲基蓝单一染料废水........ - 23 -3.1.3 碳纤维表面含氧官能的改性.......................... - 23 -3.1.4 经改性后的碳纤维负载白腐真菌处理单一染料废水...... - 23 -3.1.5 聚乙烯醇-海藻酸钠包埋法固定化白腐真菌处理单一染料废水- 24 -3.2 结果分析................................................ - 24 -3.2.1 不同改性方法下碳纤维负载白腐真菌处理单一染料废水.. - 24 -3.2.2 聚乙烯醇-海藻酸钠包埋法和碳纤维吸附法相结合处理次甲基蓝单一染料废水............................................ - 25 -3.3 本章小结................................................ - 26 -第4章复合法固定化微生物处理染料废水......................... - 27 -4.1 实验方法................................................ - 27 -4.1.1 复合法固定化好氧反硝化处理混合染料废水............ - 27 -4.1.2 复合法固定化白腐真菌处理次甲基蓝染料废水.......... - 28 -4.2 结果分析................................................ - 28 -4.3 本章小结................................................ - 29 -第5章染料废水对植物的药害性的研究............................ - 30 -5.1 实验方法................................................ - 30 -5.2 结果分析................................................ - 30 -结论........................................................... - 33 -参考文献 ....................................................... - 34 -第1章绪论1.1 前言合成染料已被广泛应用于许多工业领域,如纺织,印染,印刷,皮革业。
活性炭纤维阴极材料处理模拟染料废水
活性炭纤维阴极材料处理模拟染料废水
高湘;贺明宇;张燕
【期刊名称】《广州化工》
【年(卷),期】2010(38)6
【摘要】以活性炭纤维为电Fenton反应中的阴极材料,对模拟活性染料废水进行处理.实验得出在不同的反应条件下色度随反应时间的变化规律,同时通过正交实验得出活性炭纤维作为阴极处理染料废水的最佳反应条件及各因素的影响程度.实验表明,利用活性炭纤维作阴极的电Fenton反应对活性染料废水色度的去除具有良好的效果.
【总页数】3页(P188-190)
【作者】高湘;贺明宇;张燕
【作者单位】西安建筑科教大学环境与市政工程学院,陕西,西安,710055;西安建筑科教大学环境与市政工程学院,陕西,西安,710055;中国电力工程顾问集团西北电力设计院,陕西,西安,710075
【正文语种】中文
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1.活性炭纤维处理染料废水的实验研究 [J], 王海荣;李凯慧
2.活性炭纤维阴极三维电Fenton法深度处理焦化废水 [J], 李亚峰;方明;管玉琢;郝莹;班福忱
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4.活性炭纤维电极电解法处理墨绿B染料废水 [J], 王海荣;李勉;刘秉涛
5.活性炭纤维阴极电Fenton法处理焦化废水 [J], 管玉琢;李亚峰;李秒;班福忱因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
高效白腐真菌的筛选及其对印染废水处理效果的研究及应用
高效白腐真菌的筛选及其对印染废水处理效果的研究及应用可行性研究报告一、立项的背景和意义绍兴是纺织印染大市,印染工业已成为现代工业中环境污染最严重的产业之一。
据报道,绍兴每年染料的总产量近1.0 ×105 t ,其中大约有10 %~15 %的染料会直接随废水排入环境当中。
印染废水具有水量大、色度高、有机物浓度高、COD高及组分复杂等特点。
由于染色时用的染料和助剂种类繁多,使废水中除了染料等难生物降解的物质外,还有大量无机盐、硫化物等。
其中含硝基和氨基的染料化合物具有较大的生物毒性,一些染料的降解产物还为联苯胺等致癌的芳香胺化合物。
因此,印染废水的脱色和回用已成为一个生态环境和水资源保护的重要课题。
目前,对印染废水的处理方法主要有物理、化学法和生物处理法,虽然这些方法通过长期的应用和实验证明对印染废水处理具有一定的效果,但也明显存在一些问题。
物理和化学处理技术费用太高,还经常伴随产生大量的固体废物;生物法与之相比,虽然运行费用低且无二次污染,但传统活性污泥法中的微生物对非偶氮染料基本没用脱色效果(偶氮染料可以在厌氧条件下脱色,但是几乎不能在好氧条件下脱色);而且在厌氧条件下对活性染料进行脱色,还可生成苯胺等有毒及致癌物质。
此外,由于当今印染业不断朝着染料稳定性和抗氧化性提高的方向发展,使得传统微生物在降解印染废水时日益面临困难。
因此,面对染料行业的不断发展,如何筛选出新的高效微生物品种并研制最佳的操作工艺是现今印染废水处理的当务之急。
自20世纪80年代《Science》首次报道了白腐真菌(Phanerochaete chrysosporium)能向胞外分泌降解木质素的酶以来,引起环境界的广泛关注。
随后科研人员对白腐真菌生物学特性、降解规律、生化原理、酶学、分子生物学、工业化生产以及环境工程实际应用等方面进行了大量研究。
许多研究证实了白腐真菌在废水处理中是很有发展前景的微生物,其中研究最多的是黄孢原毛平革菌( Phanerochaete chrysospori um)。
白腐菌处理染料废水的研究进展
中 图分 类 号 : X 7 9 1 文 献标 志 码 : A
引 言
近年来 , 环境 污染 日益严重 , 其 中水 污染是 重要 因 素之一 , 它严重地 影响 了人们 的身体健康 和生活质 量。
印染 行业 是 用水 大户 , 占整 个 纺织 工 业 的 8 0 %I l l 。 随着
白腐 菌 处 理 染 料 废水 的研 究进 展
边 名 鸿 ,叶 光 斌 ,杨 跃 寰
( 四川理工学院生物工程学 院,四川 自贡 6 4 3 0 0 0 )
摘
要: 白腐菌是一种特殊的真菌, 通过 分泌特殊酶 系能够 降解 多种人 工合成 的染料。对染料废水
的处理方法及特点、 白腐茵生物 学特征 及降解机理、 白腐茵处理染料废 水的优 势进 行概 述 , 并介绍 了白 腐菌降解染料的研 究现状 , 展望 了白腐 菌在 染料废水处理方面的应用前景。
对 该 类 废 水 的处 理 要 求 。越 来 越 多 的 企 业 力 求 有 效 的
混凝法
向废水 中添加化学物质 , 通过物理化学 作用将 原先溶于废水 中或呈 细微状 态 , 不 容易 下沉 、 过滤的污染物 , 集结成 大颗粒便 于分 离。这种 方法投资 少 , 处 理 量 大, 对疏 水 物 质效 果 好 。 但对亲水性染料脱 色效果差 , C O D去 除率低 。 废水在直流电的作用下 污染住址颗粒被 极化 、 电泳 , 同时在两极 发生 强氧化 和强 还原作 用 , 氧化或还原水溶性 污染物。此法具有设 备小 、 占地少 、 操 作简单 、 C O D去 除率 高的优 点。但 处理量不大 , 成本 高。
2
表 2 物 理 处 理 法 特 点
活性炭纤维在水处理中的应用研究
设计了动态吸附装置,测定了吸附质的浓度、床层长度、流速等实验条件对固定床吸附器吸附性能的影响规律。
超声波对有机物的脱附符合一级动力学模型。同时,超声波能降解有机物,超声波的功率、溶液的浓度、溶液的pH、外加催化剂、超声降解时间都对降解率有影响。同时发现,吡啶和吲哚的超声波降解符合动力学一级反应。
建立了在等温吸附过程中,流体呈活塞流、忽略轴向弥散与导热、流体在活性炭纤维外表面吸附瞬间达到平衡和床层阻力可忽略条件下,活性炭纤维固定床的柱动力学穿透模型。用MicrosoftVisualFoxpro6.0软件对模型进行了数值分析,模拟结果与实验结果相符。
作者:杨晶
学位授予单位:山东大学
1.期刊论文龙向宇.黄种买.伍发元活性炭纤维在水处理中的应用现状-电力环境保护2004,20(1)
比较了活性炭纤维与传统活性炭的结构和吸附特点,论述了活性炭纤维在废水处理、饮用水净化领域中的应用,指出了活性炭纤维在水处理应用中的主要问题、解决方法及其发展方向.
2.学位论文傅敏活性炭纤维改性及对焦化废水中有机物吸附作用的研究2004
白腐真菌的培养及其在染料污水脱色中的应用
白腐真菌是一类具有引起木质 白色腐烂功能 的 丝状 真菌 的总 称 m .白腐 真 菌 的 菌 丝 可 以穿 入 木 质 进 入其 细胞 腔并 释 放 降解 木 质 素 和 其 他 木 质组 分 的 酶 ,使木 质腐 烂成 淡 色 海 绵状 团块 即 白腐 .白腐 真 菌在生物降解 中具有非专一性 、非水解性 及细胞外
文献标志码 :A
文章编号 :2095-4271(2016)O1-0072-04
Culture of white rot fungus and its application in the decolorization of dye efl uent
XIE Jing·ru,LIAO Rong,MING Zhu,YANG Hua,WANG Rui-jue,YANG Sheng-tao
及应用 中随废水排放 到环境 中对环境和 生态造成十分严重的污 染,因此研 究染料 废水的 处理 具有十分重要 的意 义.白
腐真菌具有非专一性、非水解性 、细胞 外性及适 用于固、液基质等特 点 ,被广泛 的应 用于 降解 染料 废水.传 统工艺 中,对
菌株进行切割后加入到染料废 水 中,容 易引起 白腐 茵的物理损伤.本 文采用孢子接 种 的方式预先将 白腐 茵接 种 ,避 免
性 ,能够降解各种不 同结构的天然及合成化学物质 , 形 成独 特 的降解模 式 ,且 降解 过程 中的关 键酶 种 都 是 在 培养 物 的细胞外 液或 细胞 外成 分 中分 离得 到 … 这 些 优 势使得 白腐 真 菌 在 污染 物 降解 方 面 得 到 广 泛 的 了白腐真菌并选取活性艳 红 x.3B为模 型 污染物 ,考 察 了白腐 真菌对 染料脱 色的效
果.结果表 明白腐真 菌对 活性艳红的 降解效果十分 明显 ,仅 处理 3天 降解率就达到 65.82%.
组合式白腐真菌反应器处理实际染料废水过程中生态结构和功能解析
组合式白腐真菌反应器处理实际染料废水过程中生态结构和功能解析【摘要】:白腐真菌因其极强的降解能力和特殊的代谢类型,其在难降解有机污染物的降解上发挥着十分重要的作用。
但白腐真菌工艺由于各种因素的影响,其对实际染料废水的综合处理能力难以进一步提升,并影响到其实际应用价值和效益。
本论文主要依托于国家科技部863计划项目《污水的高效微生物处理技术》(2006AA06Z331),利用白腐真菌对难降解有机废水——实际染料废水进行处理技术研究,同时后期在上海染化八厂开展现场中试实验研究,论文的重点研究内容有以下几个方面:①四种白腐真菌菌株产酶(MnP和LiP)优化筛选研究;②P.C.(MnP和LiP)的固定化载体研究;③组合式白腐真菌反应器的构建及运行参数的确定;④组合式白腐真菌反应器用于实际染料废水的小试及中试研究。
本论文的目标是通过白腐真菌菌株优化、固定化载体筛选、组合式白腐真菌反应器构建及小试和中试研究,为组合式白腐真菌反应器处理实际染料废水的特性、效能及存在问题提供一定的科学依据。
主要得出如下结论:(1)四种白腐真菌菌株产MnP和LiP 优化筛选研究四种白腐真菌紫芝G.sinense、云芝C.versicolor、韩芝G.lucidumHG及黄孢原毛平革菌P.C.产MnP及LiP酶活差异明显,其中以P.C.的两种酶活为最高,其MnP和LiP酶活分别于第5天和第6天达到最大值225.67U/L和110.35U/L而P.C.在氮限制培养时要明显高于碳限制培养条件下,通过统计分析软件spss18.0分析得知,P.C.在氮、碳限制培养条件下MnP和LiP的酶活均呈显著性差异,其p值均低于0.05。
对应P.C.的起始pH介于4.0~4.5之间时,P.C.产MnP及LiP的酶活相对较高,而当起始pH为4.5时两种酶活为最高;当装液量在500mL/L时对应的MnP(高于240U/L)和LiP(高于110U/L)酶活均达到最高值;而孢子的接种量则以1.3×106个/mL时获得的MnP 及LiP均分别达到180U/L及130U/L的最高水平;摇床转速介于120r/min和140r/min之间,其所获得的MnP及LiP酶活均较高。
白腐真菌处理甲基蓝染料的研究
白腐真菌处理甲基蓝染料的研究染料污水的处理是一个急迫的环境问题,采用生物方法进行染料污水处理是一种有效的处理方法,具有效率高,成本低等特点。
本文采用白腐真菌为研究对象,利用白腐真菌形成的真菌球对甲基蓝进行了吸附和脱色处理,结果表明:在缺乏营养物质的情况下,白腐真菌球对甲基蓝具有良好的吸附作用,在较低起始pH条件下,8 h的脱色率均能达到95%以上;随着起始pH值的升高,吸附效率有所下降;较低的起始pH值条件下,染料溶液体系的pH值较为稳定,随着起始pH值的升高,体系的最终pH值也有所升高,并导致甲基蓝发生结构变化,真菌球脱色变白。
标签:白腐真菌;亚甲基蓝;吸附;表面电荷一、前言在纺织、印染等行业向环境的排放物中,染料是主要的污染物之一[1]。
由于染料具有高度的稳定性,自然降解非常困难,因而可以在环境中留存很长时间,同时,由于染料结构多样、品种繁多,传统的污水处理方法费用高、处理效率低下[2]。
白腐真菌是自然界中普遍存在的一种微生物,对多种染料具有广谱的脱色和降解能力,很多研究者对白腐真菌对染料的降解作用做了深入的研究[3,4],包括白腐真菌的培养基[5,6]、固定化载体[7]、生物反应器制备[8,9]、真菌-细菌联合降解[10]等方面进行了大量的研究。
但是由于真菌的生长条件和染料废水的组成存在较大差距,导致其实际应用受到了很大限制,尤其是当染料废水的应用成分不能有效支持白腐真菌生长的情况下,其吸附和降解能力的研究还有待进一步的研究[11]。
本文以甲基蓝为目标染料,以白腐真菌球体为吸附载体,研究了不同pH值对其吸附脱色能力的影响。
二、实验(一)菌种及染料:白腐真菌为黄孢原毛平革菌(中国工业微生物菌种保藏管理中心);染料为甲基蓝(上海展云化工有限公司)。
(二)培养基白腐真菌的培养基配方如下:葡萄糖20.0 g/L,酵母浸粉5.0 g/L,KH2PO4 1.0 g/L,MgSO4·7H2O 0.5 g/L,ZnSO4·7H2O 50.0 mg/L,维生素B1 10.0 mg/L。
细菌纤维素负载白腐真菌处理染料废水
e f f e c t s o f i mmo b i l i z e d f u n g i o n s i x b a t c h e s o f d y e w a s t e w a t e r s a l wa y s ma i n t a i n e d a t h i g h l e v e l s ,a n d n o
Ab s t r a c t : T h e w h i t e — r o t f u n g i we r e i mmo b i l i z e d b y t h r e e w a y s t o d e a l wi t h t h e d y e w a s t e w a t e r s .T h e
r e s u l t s i n d i c a t e d t ha t t h e whi t e - r o t f un g i i mmo b i l i z e d b y s t a t i c a ds o r pt i o n o f b a c t e r i a l c e l l ul o s e d i s p l a y e d o p t i ma l t r e a t me n t e f f e c t s o n d y e wa s t e wa t e r s c o mp o s e d o f me t h y l o r a n g e,c o n g o r e d,me t h y l e n e b l u e o r ma l a c hi t e g r e e n,a n d t h e c o l o r i t y r e mo v a l r a t e s o f i mmo b i l i z e d f u n g i f o r s i n g l e d y e wa s t e wa t e r s r e a c h e d mo r e t ha n 98% a n d f o r mi x e d d y e wa s t e wa t e r s,mo r e t h a n 9 2% r e s p e c t i v e l y .I n a d d i t i o n,t h e t r e a t me n t
碳/氮源调控下白腐真菌处理复配染料废水
摘要 利 用 自行 分离 、 外诱 变 的 一株 白腐 真 菌 1 l研 究 了碳/ 紫 2诱 。 氮源 调 控 下 白腐 真 菌 生 物 膜 反应 器 处 理 复
配染 料 废水 的 出水特 性 ( 色度 、H值 、 p 氨氮 和 总 氮浓 度 ) 化 情 况 , 步 分 析 了这 些 指 标 变 化 的 内在 关 系 。 研 究 结 果 变 初
e p rme tlsu y W i e u e rrsr td a dt n o ab n a d nt gn su c s aifcoy d c lr ig rs l xe i na td . t a rd c d o et ce d io fc ro n i oe o re,s t a tr e ooi n e ut h i i r s z s
a ay e . Ob iu f c s o ab n a d n t g n s u c s r g l t n o h s h r ce s c a e n p o e n t i n lzd. vo s e e t fc r o n i o e o re e u ai n te e c a a tr t s h d b e r v d i h s r o i i
稻草末固定白腐菌处理染料废水的研究
供。将白腐 菌菌种 接种 到 P A 固体 培养 基上 , D 于 3 ℃下 培养 7 2 d后 , 白色 绒 毛 菌体 刮 到 自来 水 中 , 将
打散搅 匀 , 1 L菌 和 2 / 长 为 3~ I ) 按 0gL( 5I/ 稻 T] /
[ 收稿 日期]20 一20 00 l-1 [ 作者简介 ]范伟平 (9 6 ) 女 , 14 一 , 南京化 工大学 教授 . 现任 南京化 工大学制 药与生命科学学院生物工程系主任 , 主要从 事废水生化处理技术 、 细菌脱硫技术 的研 究
1 试 验部 分
11 试 验用 菌 .
自腐 菌 ( h mrca t c rssoim ME 4 6 P m oh e hyop r - ) e u 4
解木质素的能力。由于营养限制还启动的包括还原 酶 、 白酶 等 多种酶协 同催 化 的作用 , 蛋 白腐 菌可对 多
环芳烃 、 芳香 化 合 物 、 类 、 氯代 酚 胺类 农 药 和 染料 进
由中国林业科 学 研究 院南京 林产化 学 工业研 究所提
行降解 : 这方面已有一些报道 , 但这些报道多注重 于对化台物 降解功能的研究 , 而对 白腐 菌处理废水 的实 际应用 研 究得 很少 。有 文献 报道 用海藻 塘固定
白腐 菌 或用煤渣 固定 白腐 菌 的 处理 工 艺过 程 , 但前 者成 本过 高 , 者运 行 操 作 困难 。找们 利用 稻 后 草 末固定 白腐 菌连续 处理活 性染 料废 水 , 操作 方便 , 处理 效果 明 显 , 为染 料废 水 生 物 处 理技 术 的
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