由于染料具有较高的化学稳定性、光稳定性,含染料废水成为了最难处理的污水之一。生物吸附法作为一种极具应用前景的染料废水处理方法,是目前研究的热点之一。在诸多生物吸附材料中,真菌菌丝球具备生存能力较强、沉降速度快、易于固液分离、可重复利用等特征,也有较强的生物吸附和生物降解能力,对工业废水中的染料和其他污染物都具备较强的脱除作用,因此被作为一种新型的生物吸附剂而备受关注。而海洋真菌由于具有很强的抗逆性(特别是耐高盐),在污水处理方面具有极大的应用潜能。本论文采用了从我国东部沿海海域中筛选得到的海洋黑曲霉Aspergillus niger ZJUBE-1菌株作为出发菌种,研究了其形成菌丝球的条件和机理,对其低成本培养模式进行开拓,考察了菌丝球在不同工艺下处理染料废水的效率,取得了如下的结果:首先,通过对菌丝接种形成菌丝球的微观过程的深入研究,发现其成球的基础在于菌丝的易团聚性质,通过扫描电镜与红外光谱分析得出菌丝易团聚性质的物质基础是菌丝表面的胞外多聚物。由此提出了与传统的孢子凝聚模型所不同的一种观点:即菌丝球的形成不依赖于孢子的凝聚,其必要条件是菌丝的易团聚性质。但在添加高浓度滑石粉这样的不利于成球的环境中,孢子的凝聚可以加强海洋黑曲霉的成球能力。第二,鉴于有关控制菌丝球形态以及大规模生产菌丝球的研究报道很少,因此本文对海洋黑曲霉菌丝球进行了较为深入的制备工艺研究。发现了通过改变菌丝接种量或培养基初始pH值均可控制菌丝球的直径大小,其中改变菌丝接种量的方法操作简便且可行性更高。制订了两步法的开放式培养的方案:①先将海洋黑曲霉在摇瓶中预培养12 h,使其形成菌丝团;②将摇瓶培养物接入开放式玻璃缸中培养,并通过限制C/N源、调节pH和定时更换培养基的方法,将杂菌污染的影响降到最低。开放式培养的初步结果显示,15L的开放式容器能生产湿重生物量为3.47kg的菌丝球,具有较大应用潜力。第三,为了考察海洋黑曲霉菌丝球处理含染料废水的能力,选用了 8种常用染料,并制成模拟废水进行脱色实验。实验结果表明菌丝球对包括刚果红、铬黑T在内的5种染料的脱色率高达96%以上。第四,以刚果红为模式染料,深入研究菌丝球对染料吸附的具体性能、影响因素及吸附机理。结果表明,海洋黑曲霉菌丝球表现出很强的耐盐和耐酸性能。在pH为2.0～5.0的条件下,其脱色率保持在98.7%以上;在NaCl含量为300 gL-1的极高盐浓度依然能保持87.6%的脱色率。菌丝球在添加营养物质或再培养的情况下可对刚果红的多批次高效吸附,连续6批都可达到98.5%以上的脱色率。第五,设计了一个结构简单的气升式反应器,在该反应器中将菌丝球对染料废水脱色的试验规模进一步扩大,减少了菌丝球的相对使用量,并实现了菌丝球的重复利用,使用铬黑T染料溶液作为模拟废水,试验进行至第七批时尚能保持85%以上的脱色效率。在"吸附-再培养"的半连续吸附模式下,两个毗邻批次间的"再培养"的过程使菌丝球表面产生了新的吸附区域并大大提高了菌丝球生物质的利用率。最后,通过减压过滤的方法,将菌丝球制备成具有"聚集一再分散"能力的结构相对紧密的菌丝饼,将刚果红溶液通过菌丝饼,可实现高效、快速的的脱色效果。在染料溶液温度较高的情况下,脱色率会有小幅的降低,但是溶液通过菌丝饼的速率大大增加。此方法在快速处理含染料工业废水的应用中极具潜力。