固定化青霉菌吸附活性艳蓝KN-R的脱色研究

利用植物载体玉米芯对青霉菌X5进行了固定化研究.通过正交试验确定载体固定化真菌的最优条件,考察了pH值、温度、盐浓度、葡萄糖浓度对菌株脱色的影响.结果表明,菌量为8g/L,载体大小为1/3×1cm²×π×1cm,载体个数为15个,摇床转速为100r/min条件下玉米芯能够有效地固定菌体,固定化菌对染料脱色的最佳温度为30℃,pH值为3.0,葡萄糖浓度为10g/L,盐度对脱色有一定的影响,在最优条件下,固定化菌对活性艳蓝KN-R脱色率达到95%以上.固定化菌对活性艳蓝脱色符合二级动力学方程,生物吸附过程较好地符合Freundlich吸附模型,固定化菌体重复利用5次后,脱色率仍达73.51%.     

酸性偶氮染料还原产物强化偶氮染料生物脱色

考察醌还原菌群利用酸性偶氮染料的生物还原产物对偶氮染料生物脱色的强化作用.结果表明,酸性红B 等酸性偶氮染料的还原产物作为氧化还原介体可以强化多种偶氮染料的生物脱色.当酸性红B 还原产物浓度为0.2mol/L 时,其对活性艳红KE-3B 最佳脱色pH 值为7~11,在4~40℃范围内脱色率随温度上升而提高.根据高效液相色谱-质谱对酸性红B 还原产物的分析结果,推测起氧化还原介体作用的物质是2-氨基-4-磺酸基-1-萘酚     

EDTA优化纳米Pd/Fe对2,4-D的催化脱氯研究

采用EDTA优化纳米Pd/Fe催化脱氯水中2,4-二氯苯氧乙酸(2,4-D),并考察了EDTA投加浓度、pH、钯化率、温度等因素对2,4-D还原的影响.结果表明,EDTA的加入络合了纳米Pd/Fe在催化脱氯过程中生成的铁离子,抑制纳米Pd/Fe颗粒表面钝化层的形成,提高了体系的反应活性.适宜的EDTA浓度、低pH、高钯化率、低温等有利于2,4-D的还原脱氯.当EDTA浓度为25.0 mmol·L-1,纳米铁含量为1.0 g·L-1,初始pH=4.3、钯化率为0.5%,温度为25.0℃,搅拌速率为200 r·min~(-1)时,反应50 min,10.0 mg·L-1的2,4-D去除率及苯氧乙酸(PA)生成率均达到100%.     

铁(Ⅲ)-羧酸配合物对水溶性染料的光化学脱色动力学的比较研究

铁-柠檬酸，铁-酒石酸，铁-丁二酸，铁-草酸配合物在高压汞灯（λmax＝313nm，250W）的照射下，能使活性艳红X－3B染料水溶液脱色。染料初始浓度在10mg／L～50mg／L时，染料脱色为动力学一级反应，脱色速率随初始浓度增大而降低。在pH2．0～3．0时铁-柠檬酸，铁-滴石酸，铁-丁二酸的染料溶液脱色效果较佳，在pH4．0时铁-草酸的染料溶液脱色效果最好。铁／羧酸盐配比对染料脱色速率也有影响。     

铁阳极电凝聚法处理活性红241染料废水能耗分析

对铁阳极电凝聚处理活性红241染料废水过程影响电能消耗的影响因素进行了考察.结果表明:电流密度、染料废水初始pH、染料废水温度、电解质浓度以及染料浓度的变化均能对能耗和脱色效率产生较大影响;电流效率受电流密度、染料废水初始pH、电解质浓度的影响较大,受染料废水温度和初始浓度影响不大;对于浓度为50 mg/L的活性红241染料废水,在电流强度为12.5 A/m2、电解温度为25 ℃、硫酸钠浓度为0.01 mol/L、pH为7.53、电解时间为60 min的实验条件下,染料废水脱色率达92.7%,电能消耗为1.53kWh/kg dye,电流效率为94.2%.     

活性黑5高效脱色菌的固定化及其脱色特性研究

采用海藻酸钙包埋法固定活性黑5高效脱色菌,通过正交试验确定固定化的最优条件,考察了pH、温度、初始染料浓度和重复利用次数等因素对固定化菌体脱色特性的影响,同时通过投加固定化颗粒处理模拟染料废水研究其生物强化作用。结果表明,最优固定化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;固定化颗粒对染料脱色的最适pH为8左右,最适温度为30℃,具有耐低温、染料浓度耐受极限高和可重复利用等特性,但在强碱性、高温和重复利用多次后,其机械强度降低;固定化菌体对以葡萄糖为外加碳源的染料废水的脱色效果较好,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。     

阳宗海中光合细菌对活性艳红X-3B脱色的研究

从高原湖泊阳宗海中分离筛选出功能优秀的6株光合细菌，用海藻酸钠进行包埋。探讨了其自然细胞和固定化细胞在不同时间、不同温度、不同pH、不同菌体数量和不同染料浓度条件下对活性艳红X-3B的脱色效果。实验结果表明，2种细胞的最佳脱色时间为24h，最佳温度为25～45℃，最适pH为6～9，在最佳脱色条件下固定化细胞的脱色能力比自然细胞显著。     

蒽醌染料中间体催化强化偶氮染料生物脱色

考察了醌还原菌群利用6种蒽醌染料中间体对偶氮染料生物脱色的催化强化作用.结果表明,溴氨酸(1-氨基-4-溴蒽醌-2-磺酸, BAA)的催化强化效果最好;游离态菌群以BAA作为氧化还原介体可催化强化多种偶氮染料的生物脱色,其中对酸性大红3R脱色的适宜条件为pH 6～9之间;外加葡萄糖浓度400～600 mg/L;BAA浓度19～34.2 mg/L,染料起始浓度≤900 mg/L.在此条件下,最大脱色率约为95%、达到最大脱色率的时间<7 h.同时发现,投加氧化还原介体BAA浓度为38～57mg/L时,固定化菌群降解酸性大红3R(180 mg/L)的最大脱色率在14 h内达到93%;在不补加BAA的情况下,固定化菌群经7次循环使用后,脱色率仍保持在85%以上.     

蜡状芽孢杆菌45号固定化细胞脱除酸性红B的研究

研究并比较了蜡状芽孢杆菌45号自然细胞和固定化细胞的某些性质。结果表明,该菌株的两种细胞脱色反应的最适温度均为37℃,热稳定性良好。在50ppm的酸性红B溶液中经37℃保温处理后,两种细胞的脱色酶活性有明显提高。其脱色反应的最适pH值分别为7—10和5—10。固定化细胞在4—6℃的冰箱中保存52天,脱色酶的活性不变。应用固定化细胞连续处理酸性红B溶液,当进水浓度为42.1ppm时,出水平均脱色率可达87％。     

醌化合物强化偶氮染料的生物脱色

考察了醌还原菌群利用氧化还原介质对偶氮染料脱色的强化作用.结果表明,该菌群以AQDS(2,6-二磺酸蒽醌)作为氧化还原介质可强化多种偶氮染料的生物脱色,其中,对活性艳红KE-3B脱色的适宜条件为pH6～9;外加葡萄糖浓度0.05%～0.10%;AQDS浓度10～100mg/L;染料起始浓度≤600mg/L.在此条件下,最大脱色率约为90%,达到最大脱色率的时间<18h.该菌群能以多种蒽醌染料中间体作为氧化还原介质强化偶氮染料活性艳红KE-3B的生物脱色.     

东方伊萨酵母YP-1对染料活性艳红K-2BP的脱色

利用含染料的选择性培养基从土壤中分离出一株对活性艳红K-2BP有明显脱色效果的酵母菌株YP-1,经鉴定为东方伊萨酵母Issatchenkia orientalis.结果表明,该酵母菌对￡400mg/L的活性艳红K-2BP有较好的脱色效果.对于活性艳红K-2BP起始浓度为100mg/L的培养基,该菌株可在12h达到99%以上的最大脱色率,其最佳接种量为10%(体积分数),最适pH值在3~9之间,氮源(NH4)2SO4的浓度30.02%,碳源葡萄糖的浓度30.2%.脱色机理研究结果表明,该酵母对活性艳红K-2BP的去除是先吸附后生物降解.此外,该菌株对初始浓度为200mg/L的偶氮染料活性黑KN-B的脱色率也可达99.5%.     

羧甲基壳聚糖对三种染料废水脱色效果研究

为了探究羧甲基壳聚糖(CMC)对活性艳红X-3B、直接湖蓝5B、酸性橙Ⅱ三种常用染料废水的脱色效果,重点研究了pH值、CMC投加浓度、温度、搅拌时间以及沉降时间对单一染料废水处理效果的影响,分析了脱色效果的影响因素并优化了脱色工艺参数.结果表明,CMC对三种染料废水的脱色效果显著,最佳脱色条件为:pH 2~4,投加量150~250 mg/L,温度25℃,搅拌时间30 min,沉降时间60~90 min.最佳脱色条件下三种染料废水脱色率分别为86%、98%、80%.     

FeS对CW-MFC系统降解活性艳红X-3B效果及过程的影响

在自行构建的人工湿地-微生物燃料电池(CW-MFC)系统中,以砾石填料为对照,研究了FeS对活性艳红X-3B脱色效果及降解过程的影响.结果表明,加在底层区域的FeS能够显著提高CW-MFC对活性艳红X-3B的脱色效果和系统产电性能.FeS的投加使得系统脱色率在进水活性艳红X-3B浓度200mg/L、葡萄糖浓度100mg/L条件下达到99.83%.在进水活性艳红X-3B浓度100mg/L、葡萄糖浓度200mg/L条件下,FeS组最大功率密度达到0.849W/m³.活性艳红X-3B在系统中的脱色主要发生在底层和阳极区域,由紫外-可见全波长扫描图谱和GC-MS扫描图谱可知FeS在该区域促进了偶氮双键的断裂,并有利于脱色产物苯胺、三嗪结构、萘环结构的进一步降解.     

纳米零价铁对γ-HCH的降解效果及机理研究

采用液相还原法制备纳米零价铁(nZVI),透射电镜表征显示,其粒径<20nm,在介质中处于团簇状态.利用所合成的nZVI对γ-HCH进行了还原脱氯研究,结果表明,nZVI具有很高的表面反应活性,当用量为0.5g/L时,反应90min,对2.5mg/L的γ-HCH去除率达90%以上.nZVI对γ-HCH的去除符合准一级反应动力学方程,其反应速率和去除率与pH值、nZVI添加量、γ-HCH初始浓度、共存离子等因素有关.反应速率随pH值的减小而增大,NO3-对反应速率有较强的抑制作用,Ca2+,Mg2+和SO42-对反应速率影响不大.利用GC-MS检测到降解产物四氯环己烯(TeCCH)和氯苯(CB)的存在,推测反应机制为双氯脱除反应和脱氯化氢反应.     

Bi2WO6可见光催化降解活性艳红X-3B的研究

采用水热合成法制备Bi2WO6催化剂,并通过XRD,UV-vis DRS等手段对其进行表征;以活性艳红X-3B为目标污染物,研究催化剂量、X-3B初始浓度、反应溶液pH值以及H2O2等因素在可见光辐射下对其光催化降解效果的影响.结果表明,所制备的Bi2WO6催化剂结晶度好,具有较强的可见光吸收能力;最佳催化反应条件为: X-3B初始浓度20mg/L,Bi2WO6用量2g/L, pH5.18(原始pH值).在此条件下,光照60min,对X-3B的去除率可达到86%;加入2mL/L 30%的H2O2,光照30min,降解率可达到96%以上,降解反应符合一级反应动力学.光催化反应可以有效地破坏X-3B的发色基团偶氮结构使其脱色,但在所设定的反应时间(80 min)内X-3B不能被完全矿化,反应过程中有中间产物生成.     

Decolorization of Methyl Orange by a new clay-supported nanoscale zero-valent iron: Synergetic effect, efficiency optimization and mechanism

In this study, a novel nanoscale zero-valent iron (nZVI) composite material was successfully synthesized using a low-cost natural clay, “Hangjin 2^# clay” (HJ clay) as the support and tested for the decolorization of the azo dye Methyl Orange (MO) in aqueous solution by nZVI particles. According to the characterization and MO decolorization experiments, the sample with 5:1 HJ clay-supported nZVI (HJ/nZVI) mass ratio (HJ-nZVI5) showed the best dispersion and reactivity and the highest MO decolorization efficiency. With the same equivalent Fe⁰ dosage, the HJ-nZVI1 and HJ-nZVI5 samples demonstrated a synergetic effect for the decolorization of MO: their decolorization efficiencies were much higher than that achieved by physical mixing of HJ clay and nZVIs, or the sum of HJ clay and nZVIs alone. The synergetic effect was primarily due to the improved dispersion and more effective utilization of the nZVI particles on/in the composite materials. Higher decolorization efficiency of MO was obtained at larger HJ-nZVI dosage, higher temperature and under N₂ atmosphere, while the MO initial concentration and pH were negatively correlated to the efficiency. HJ clay not only works as a carrier for nZVI nanoparticles, but also contributes to the decolorization through an “adsorption-enhanced reduction” mechanism. The high efficiency of HJ-nZVI for decontamination gives it great potential for use in a variety of remediation applications.     

介体厌氧催化活性艳红K-2BP脱色及构效特性研究

研究了筛选出的4种结构相似的醌类氧化还原介体对活性艳红K-2BP厌氧脱色的促进作用,并分析了介体促进效果与其化学结构活性相关性. 在35℃中温厌氧条件下,采用间歇批量实验法,测定不同体系中介体催化活性艳红K-2BP脱色效果.结果表明,①结构相似的醌类氧化还原介体蒽醌(AQ)、1,5-二氯蒽醌(1,5-AQ)、1,8-二氯蒽醌(1,8-AQ)和1,4,5,8-四氯蒽醌(1,4,5,8-AQ),均促进活性艳红K-2BP脱色,反应速率提高了1.4～3倍;②当醌类介体投加浓度为4 mmol·L^-1,活性艳红K-2BP染料浓度为300 mg·L^-1时,促进作用由大到小的顺序为:1,8-AQ>1,5-AQ>AQ>1,4,5,8-AQ;③ 当活性艳红K-2BP染料浓度为300 mg·L^-1时,1,8-AQ促进效果最佳且脱色速率常数随1,8-AQ浓度的增加而增加呈线性关系;④介体促进效果与介体取代基团数量、位置和电子共轭效应相关.本研究初步建立了氧化还原介体定性/定量构-效关系数学模型,探究和完善非水溶性氧化还原介体催化强化理论体系.     

Performance of bimetallic nanoscale zero-valent iron particles for removal of oxytetracycline

In this study, bimetallic nanoscale zero-valent iron particles(nZVI), including copper/nanoscale zero-valent iron particles(Cu/nZVI) and nickel/nanoscale zero-valent iron particles(Ni/nZVI), were synthesized by one-step liquid-phase reduction and applied for oxytetracycline(OTC) removal. The effects of contact time and initial p H on the removal efficiency were studied. The as-prepared nanoscale particles were characterized by scanning electron microscopy(SEM), energy dispersive spectroscopy(EDS) and X-ray diffraction(XRD). Finally, the degradation mechanisms of OTC utilizing the as-prepared nanoparticles were investigated by using X-ray photoelectron spectroscopy(XPS) and mass spectrometry(MS). Cu/n ZVI presented remarkable ability for OTC degradation and removed71.44% of OTC(100 mg/L) in 4 hr, while only 62.34% and 31.05% of OTC was degraded by Ni/nZVI and nZVI respectively. XPS and MS analysis suggested that OTC was broken down to form small molecules by ·OH radicals generated from the corrosion of Fe0. Cu/nZVI and Ni/n ZVI have been proved to have potential as materials for application in OTC removal because of their significant degradation ability toward OTC.     

PMS/Cl^-体系中橙黄Ⅱ脱色的影响因素和机理

为考察橙黄Ⅱ在单过硫酸盐(PMS)/Cl^-体系中的脱色过程和脱色机理,研究了初始pH值、PMS初始浓度、Cl^-初始浓度、反应温度等因素对橙黄Ⅱ在PMS/Cl^-体系中脱色效能的影响,通过自由基猝灭试验和活性氯浓度的检测,确定了不同pH值条件下PMS/Cl^-体系中的主要活性氧化物种。结果表明:橙黄Ⅱ在PMS/Cl^-体系中的脱色受pH值的影响;橙黄Ⅱ在该体系中的脱色过程符合准一级反应动力学方程,增加PMS和Cl^-的初始浓度均能提高橙黄Ⅱ在PMS/Cl^-体系中的脱色率;升高反应温度有利于橙黄Ⅱ的脱色;体系中橙黄Ⅱ脱色过程的主要活性物种随着pH值的变化而不同,在酸性条件下体系中橙黄Ⅱ的脱色主要通过活性氯(主要为HOCl)的氯化作用实现,在碱性条件下体系中橙黄Ⅱ的脱色主要由单线态氧(1O2)的氧化导致。该研究结果可为染料废水的治理提供新思路。