磷钨酸光催化降解直接大红4BE溶液的研究

以磷钨酸(PW12)为催化剂,对偶氮染料直接大红4BE进行均相光催化降解,考察了PW12用量、染料初始浓度对反应的影响,并对反应机理进行了探讨.结果表明,PW12能够有效光催化降解直接大红4BE.PW12用量￡600mg/L时,直接大红4BE的降解随PW12用量的增加明显加快, 光解过程符合表观一级反应动力学.当pH2.0、直接大红4BE初始浓度为50mg/L、PW12用量为600mg/L时,其光催化降解效果最佳, 对应的一级表观反应速率常数k为0.1164min-1.直接大红4BE初始浓度在50~150mg/L范围内,PW12对其光催化降解速率随染料浓度的增加而减小.结合直接大红4BE的循环伏安图,以及不同实验条件下PW12光催化直接大红4BE的UV-vis光谱图,进行的机理探讨结果表明,实验条件下,直接大红4BE的PW12光催化脱色过程是?OH氧化, PW12*–直接大红4BE复合物内的电子转移,以及杂多蓝PW12(e-)还原共同作用的结果,其中×OH氧化脱色起主导地位.     

直接大红4BE的磷钨酸均相光催化还原脱色

以磷钨酸(H3PW12O40,PW12)为光催化剂,异丙醇(Isopropanol)作为电子给体的条件下对偶氮染料直接大红4BE进行均相光催化还原脱色研究,考察PW12用量、IS浓度、直接大红4BE和盐浓度等因素的影响,结果表明杂多蓝(PW1-2)对直接大红4BE具有明显的还原脱色作用.pH=2.0,直接大红4BE初始浓度50 mg·L-1,PW12浓度为600 mg·L-1,IS浓度为0.13mol·L-1,50 min直接大红4BE的脱色率可达到90.39%.4BE的光催化还原脱色速率随PW12和IS浓度的增加而增加,最后趋于恒定;直接大红4BE初始浓度增加,其光反应一级速率常数降低;PW12、IS和4BE浓度之间存在交互影响.离子强度增加,4BE脱色速率减小,表现为负的盐效应,推测4BE与光反应生成的杂多蓝(PW1-2)进行复合,然后发生电子转移引起偶氮染料还原脱色和杂多蓝氧化复原.本研究结果表明PW12/IS/UV能够有效用于偶氮染料直接大红4BE的还原脱色处理.     

改性蒙脱土颗粒吸附直接染料的分形特征

研究了改性蒙脱土颗粒(050823和MMT35)吸附2种直接染料(直接耐晒黑G和直接大红4BE)的吸附特性,并从类分形动力学规律、颗粒吸附染料前后的表面分形特征变化等方面对上述吸附过程进行了探讨.结果表明,颗粒对染料的吸附可分为快速的边缘覆盖和缓慢的晶层吸附2个过程.整个吸附过程符合准-二级反应动力学方程,并且染料进入晶层的吸附阶段具有类分形特征.除MMT35-直接大红4BE染料吸附体系外,Freundlich、Langmuir吸附等温模型的非线性方程、不同形式的线性方程及分形Langmuir模型对其余3个吸附体系(050823-直接耐晒黑G、050823-直接大红4BE、MMT35-直接耐晒黑G)等温线数据的模拟均取得了较好的效果,其中,非线性方程是获得统一模型参数较好的方法.此外,染料分子主要通过静电引力/斥力和范德华引力的综合作用吸附在颗粒上,并通过晶层膨胀和开孔作用,使颗粒表面粗糙度增加,相应的表面分形维数Ds升高.     

虎红染料脱色霉菌的筛选及其脱色条件的优化

文章以杂环类水溶性染料虎红(四碘四氯荧光素,C_(20)H_4Cl_4I_4O_5)作为研究对象,利用筛选培养基从印染厂的废水中分离出具有去除虎红的优势霉菌,采用摇瓶培养的方法,研究所筛选菌株的脱色性能与脱色机理,以获取脱色效果最优的菌株。应用均匀设计法对最优菌株的脱色条件进行优化,以提高其脱色效果。结果表明,从染料废水中分离纯化出青霉属、根霉属、曲霉属3种脱色霉菌,对虎红染液均具有较好的脱色效果,脱色机理主要是吸附与降解共同作用,其中根霉与曲霉的脱色性能较优。通过均匀设计法对2株霉菌进行复合脱色优化,获得最适脱色条件:pH 7.95、温度25.47℃、转速156.29 r/min、脱色时间112.99 h、根霉菌液接种量2.74 mL/(100 mL)、曲霉菌液接种量0.50 mL/(100 mL)、染料浓度0.13 g/(100 mL),最高脱色率为146.44%。     

酵母Candida krusei对合成染料的脱色

通过筛选实验,从土壤中新分离到1株对活性艳红K-2BP具有明显脱色效果的酵母菌株Y-G-1,经鉴定为克鲁斯假丝酵母Candida krusei.该菌株对含活性艳红K-2BP起始浓度为200mg/L的培养基,最大脱色率为99%,达到最大脱色率的时间是12h.克鲁斯假丝酵母的最佳接种量应不低于5%(体积分数),培养基最适pH在4～9之间,氮源(NH₄)₂SO₄浓度不低于0.1%,相对应的碳源葡萄糖浓度不低于0.5%.对脱色机理的研究表明,该菌株对活性艳红K-2BP的去除属于降解脱色.此外,该菌株对另外9种染料(50mg/L)的脱色率在62%～96%之间.其中,对偶氮染料弱酸艳红B、活性黑KN-B和活性红M-3BE的脱色率都达到了90%以上,对三苯甲烷染料(酸性媒介漂蓝B)的脱色率达到了93%.表明克鲁斯假丝酵母在染料废水的处理上可能具有较好地应用潜能.     

粉煤灰对阴离子水溶性混合染料的吸附动力学

以燃煤废弃物粉煤灰作为吸附剂,对活性红23与活性蓝4、活性黄4、酸性黑1、酸性蓝193的混合染料溶液进行吸附性能研究.结果表明,在不同的混合体系中,活性红23的脱色率基本保持在60%~70%;体系中酸性染料的脱色率均超过90%;活性蓝4的脱色率高达85%;活性黄4的脱色率仅为50%.准二级吸附动力学能够更好地描述粉煤灰对水溶性混合染料的吸附过程.染料在溶液中的外扩散系数均为10-4cm·s-1数量级,染料在粉煤灰颗粒的内扩散系数为10-8cm2·s-1数量级.根据BN数,水溶性染料在粉煤灰上的竞争吸附是外扩散控制的吸附过程.     

活性艳蓝KN-R的生物吸附脱色研究

从广州某印染厂生化处理池的污泥中筛选到一株对蒽醌染料具有高效吸附脱色作用的菌株HX.考察了碳源浓度、氮源浓度、盐度、染料浓度对蒽醌染料KN-R吸附脱色的影响.结果表明,对于接入的生长菌体,碳源浓度高于7.5g/L时,染料才能完全脱色;染料对菌株HX的生长有一定抑制性,但菌株HX仍表现出了优异的吸附性能,对于250mg/L的KN-R可在48h内完全脱色,400mg/L组在72h内脱色率达94%,600mg/L组72h脱色率可达78.4%;有机氮对染料的脱色起到一定的促进作用,对吸附菌的生长和染料的脱色不是决定性因素;盐度可促进染料的吸附脱色,其同离子效应和盐度效应决定了盐度组的完全脱色时间要比不加入盐度组长;吸附菌HX的生长和染料脱色同步进行,菌体干重达最大时染料的脱色率亦达最大.     

沼泽红假单胞菌对活性紫KBR脱色的研究

研究了驯化后的沼泽红假单胞菌(Rhodopseudomonaspalustris)N菌株的生长细胞在不同条件下对活性紫KBR的脱色效果.结果表明,该菌株生长细胞脱色的最佳条件为温度25～30℃,pH值为7,厌氧条件下的脱色率远远高于好氧条件下的脱色率.染料作为该菌株唯一的碳源和能源脱色时,脱色率与细胞浓度呈极显著相关,细菌脱色比活率保持在较恒定的水平.此外,生长细胞脱色过程中对菌体生长的测定表明,该菌株生长的指数期明显滞后于染料脱色的指数期.     

臭氧氧化四种偶氮染料废水的效果研究

以酸性大红、中性枣红、阳离子红、活性黑5四种模拟印染废水开展O3氧化偶氮染料的效果研究.实验中发现O3对染料具有非常好的脱色效果,30 min后除中性枣红外其他三种染料脱色率接近100％,但是单独O3的TOC去除率不高.光谱扫描表明,处理后染料的特征吸收峰很快消失,而紫外光区的吸收峰变化很小,推测O3氧化以直接氧化为主,打开了染料分子的发色基团,但并未将染料分子彻底氧化.还应加强O3氧化能力、彻底矿化去除污染物的研究.     

麦饭石对水溶性染料及印染废水吸附的研究

研究了麦饭石对水溶性染料直接耐酸大红4BS的吸附作用,探讨了搅拌时间、麦饭石粒度、投料量及溶液pH值等因素对吸附的影响。结果表明,麦饭石对染料的吸附能较好地符合Langmuir方程。且对染料溶液及实际废水具有良好的脱色率和COD去除率。     

菌种品系及VA对黄孢原毛平革菌降解两种染料的影响

黄孢原毛平革菌的不同品系与染料亚甲基蓝的比布列希猩红的浅层静培养表明，对于亚甲基蓝而言，ME-446降解能力最强，OGC101和BKM-F-1767相似；以比布列希猩红为底物，则OGC101最好，ME-446其次，最后为BKM-F-1767。虽然外源藜芦醇（VA）的补充在培养初期有利于染料脱色降解率的提高；但一周后，与不添加VA的样品比较，脱色降解率接近或相等。这说明菌的品系存在降解能力的差异，完整菌体自身合成的VA足以维持降解培养体系的正常运作。     

裂褶菌F17对偶氮染料刚果红的脱色降解及其产物分析

利用本实验室新构建的染料脱色降解体系,对裂褶菌F17(Schizophyllum sp.F17)脱色降解刚果红进行了研究,分析了该菌的主要降解酶,并对刚果红降解产物进行分离和鉴定.结果表明,裂褶菌F17在此体系中对刚果红表现出较高的脱色降解能力,菌球加入48h后脱色率达到91.5%;酶活检测表明,该菌主要产生锰过氧化物酶(MnP),并在脱色48h时,MnP酶活达到最大值96.1U·L-1.此外,对脱色96h和192h后的脱色液进行紫外-可见扫描,发现刚果红在可见光区495nm处的吸收峰已消失,并在紫外区出现多个吸收峰.通过高效液相色谱分离得到1种刚果红降解产物,用质谱和傅立叶红外光谱鉴定,发现该产物相对分子量为184.2,主要官能团为-C6H4-和芳基-NH2,结合刚果红结构和该产物的核磁共振波谱推断其为联苯胺;并且随着降解时间的延长,联苯胺逐渐被降解.     

海绵铁感应热固定床对染料废水脱色研究

感应热固定床(IHBF)在有机废水非均相反应中,通过能量靶向作用于磁性滤料微界面,形成固液相界面高温微反应区,实现了有机废水低能耗高效降解.本文探讨了海绵铁感应热固定床处理直接紫D-BL废水的运行条件和机理.结果表明,在进水pH值6~7,水温为30 ℃,HRT为2.08min的条件下,运行30min后脱色率高达93.5%.降解溶液的UV-vis结果表明,直接紫D-BL在554nm和220nm的特征峰消失.通过SEM-EDS技术对Ni-SI降解前后的样品进行表征,结果显示,降解后Ni-SI中的Fe形成了Fe的氧化物和氢氧化物.根据降解、表征分析其反应机理,推断是直接紫D-BL首先吸附在海绵铁颗粒表面,接着铁与水反应产生的H2在Ni的催化和局部高温作用下产生大量的氢自由基,并与直接紫D-BL发生催化还原反应,使得分子中最毒性的共轭双键和苯环断开而降解.此外对酸性黑10B废水、直接大红D-GLN废水和实际染料废水分别进行试验,脱色率分别达到82%、78%、81%左右,表明海绵铁感应热固定床在染料工业废水处理中具有良好的应用潜力.     

粘土颗粒吸附直接染料的分形特征

粘土颗粒对直接耐晒黑和直接大红染料的吸附均可分为快速的边缘覆盖和慢速的晶层吸附2个过程,整个吸附过程符合准-二级反应动力学方程式,除了伊利土-直接耐晒黑染料的吸附体系之外,其它体系的吸附过程中以晶层吸附为主的阶段均具有类分形特征.体系的非线性吸附等温线符合Langmuir型吸附等温模式,并且除了蒙脱土吸附直接大红染料之外,也可以用分形Langmuir吸附等温模式获得较好的模拟效果.在不同原始浓度下直接大红染料在粘土颗粒表面发生的边缘覆盖和晶层吸附这2个过程的程度是不同的,从而导致了吸附等温线在原始染料为150mg·L-1时出现最大的吸附量,而且颗粒边缘覆盖的直接大红染料的比例较高.染料进入粘土颗粒的晶层后,扩大了晶层间距,改变了其表面微孔几何结构.颗粒表面棱角变得光滑,结构疏松,片层结构逐渐减少,上述效果在蒙脱土颗粒上或直接耐晒黑染料吸附时表现地更为显著.而且吸附染料后蒙脱土颗粒对N2的吸附量比伊利土下降的幅度小,其比表面积、孔体积和平均孔径的下降比例也比伊利土小,其中平均孔径的差异比较明显.吸附染料之后粘土颗粒表面分形维数Ds均升高了,晶层膨胀和开孔作用抵消了"表面粗糙度屏蔽"、"孔阻塞效应"机理降低Ds的影响.增加了表面粗糙度.     

霉菌TM-3的成球条件及其对染料的吸附脱色研究

通过对霉菌TM-3培养条件的研究,考查了培养条件对霉菌菌丝球产量、菌球特征及菌球吸附脱色性能的影响。实验结果表明：该霉菌在以蔗糖为碳源,乙酸胺为氮源时,250mL三角瓶装液量为100～125mL,1％接种量（孢子悬液浓度10^4）,pH6,34℃,150r／min摇床培养60-72h时,可形成直径在1．O～2．5mm范围内的菌丝球,生物量可达150～200g／L（重）。球体白色光滑均匀,具有一定的机械强度,对10mg/L的酸性大红和200mg／L的刚果红吸附脱色达80％以上。培养条件的改变对菌球的特征、产量影响较大,对菌球吸附性能的影响相对较小。     

活性红m-3BE的辐照降解研究

利用电子加速器产生的高能电子束为辐照源,对较高浓度的活性染料活性红m3BE进行了辐射降解研究,探讨了H2O2加入量、吸收剂量对辐照降解结果的影响和辐照前后溶液pH值的变化。结果表明,电子束辐射能有效降解活性红m3BE,脱色效果显著,脱色率达100%,化学需氧量(COD)去除率可达47%,经2.3kGy剂量辐照后溶液的pH值已有明显下降。H2O2加入量、吸收剂量均与活性红m3BE的降解效率有关,溶液pH值的变化可能有利于提高废水的可生物降解性。实验证实,利用电子束辐射降解技术处理染料废水是一种可行的方案。     

改性膨润土处理酸性大红的实验研究

文章对膨润土分别进行了钠化、酸化和铁柱撑改性的研究,并利用改性后的膨润土处理酸性大红模拟废水,比较了不同改性后膨润土处理模拟废水的效果,确定较优的改性方法和最佳反应条件。实验结果表明,酸改性膨润土对酸性大红模拟废水的处理效果优于钠化改性膨润土和铁柱撑改性膨润土。对于50 mL酸性大红模拟废水,在酸改性膨润土的投加量为1.0 g、pH为3、反应时间为60 min时,COD去除率可达65%以上,色度去除率可达85%以上。