耐盐菌GTY对偶氮染料活性艳红X-3B的脱色研究

为了选择耐盐菌GTY对偶氮染料活性艳红X-3B的最佳脱色条件,研究了不同环境条件对脱色效果的影响,结果表明耐盐菌GTY对偶氮染料活性艳红X-3B有较好的脱色效果,能够适应较宽范围的pH值以及污染物负荷,当pH值在7～9之间,活性艳红X-3B初始浓度在600mg/L以下,GTY菌液生长期在对数末期时脱色效果达到最佳状态,24h脱色率能达到90%左右。同时考察了GTY的不同初始接菌量对活性艳红X-3B脱色的影响,结果发现高的初始接菌量可以提高脱色速率,但是一定时间后,初始接菌量对最终脱色效果并无太大影响,兼顾节约成本和脱色效果选择最佳初始接菌量为5%。     

臭氧高级氧化技术预处理染料废水的试验研究

研究单独臭氧氧化和过氧化氢/臭氧联合作用对去除难降解染料废水CODcr、色度,提高可生化性的效果,并考察不同pH值、不同初始污染物浓度、H2O2投加量等对染料废水活性艳红X-3B处理效果的影响。实验结果表明：臭氧氧化对CODcr去除率达到50.00%,对色度的去除率接近100%,B/C由原水的0.0 507上升到0.2 768;废水在pH值为11时处理效果最好;而过氧化氢/臭氧联合作用的最佳摩尔比为0.6。     

纳米零价铁/EGSB耦合深度处理印染废水的研究

采用纳米零价铁(nZVI)-厌氧颗粒污泥膨胀床(EGSB)耦合处理印染废水,以活性艳红X-3B溶液模拟印染废水,单独nZVI和单独EGSB作为空白对照,考察了不同nZVI浓度、pH、初始X-3B浓度、温度等条件对该耦合体系处理效果的影响。试验结果表明:nZVI/EGSB耦合体系能有效去除印染废水的色度,在染料X-3B初始浓度为100 mg/L,nZVI投加量为0.5 g/L,pH 6.0,30℃的条件下,48 h以内去除率可达98.93%。该耦合体系脱色效果明显高于单独nZVI或单独EGSB反应器处理效果,有较好的应用前景。     

染料脱色菌的筛选及对活性艳红X-3B的脱色研究

从广州某印染厂生化处理池的活性污泥中筛选到三株对活性艳红X-3B具有高效脱色作用的真菌,其中菌株HMX-3的脱色能力最强。考察了培养时间、温度、培养方式、pH值以及染料浓度对HMX-3脱色能力的影响。结果表明,菌株HMX-3对150mg/L X-3B的24h脱色率达65.8%,经60h可使其完全脱色;HMX-3对活性艳红X-3B脱色的最适温度为25℃~35℃,最佳pH值为6~8,且振荡培养较静置培养条件下的脱色率高;随染料浓度的增加,脱色率降低,但对于400mg/L的X-3B在72h时的脱色率可达86.7%。     

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.     

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.     

营养源对活性艳红脱色降解体系的影响研究

选择活性艳红X-3B为脱色和降解对象，将白腐真菌固定在生化填料上构建白腐真菌生物膜反应器，并以接种活性污泥的生物膜反应器为对照，考察了营养源对活性艳红脱色降解的影响。实验表明，对白腐真菌Shu-13采用查氏培养基预培养和在反应器中投加适量蔗糖及酱油废水，均能明显提高活性艳红X-3B的脱色率。城市污水中的营养源，不足以满足白腐真菌对活性艳红X-3B的脱色降解需要，白腐真菌Shu-13对富氮条件存在依赖性。在富营养条件下，白腐真菌Shu-13生物膜反应器对活性艳红X-3B的脱色效果明显优于活性污泥。营养源及其浓度、菌种是影响pH变化的重要因素，活性污泥和酱油曲霉生物膜反应器的出水pH变化规律，与Shu-13存在明显不同，Shu-13对活性艳红X-3B的脱色过程中发生了明显的降解作用，而这种作用对生物膜恢复其污染物净化功能是至关重要。另外，酱油废水中存在的酱油曲霉属于半知菌纲的白腐真菌，其对活性艳红X-3B也有较显著的脱色降解效果。     

超声/镁粉体系协同降解活性艳红

研究了超声/镁粉体系对偶氮染料活性艳红X-3B的降解效果,探讨了溶液pH值、声强、镁粉投加量、辐照时间等因素对染料脱色率的影响。结果表明,当溶液pH=3.5,声强=54.3W/cm2,镁粉投加量为2.122g/L时,20mg/L活性艳红溶液在超声辐照48min后脱色率达99.71%。同时探讨了超声波/镁粉体系的协同降解作用。超声波强化镁粉降解的能力主要表现在机械振荡加速了染料向镁粉表面的传质速度;加入镁粉促进超声产生大量·OH,强化了对染料的声化学脱色和降解。超声波/镁粉联用具有显著协同作用,服从动力学一级反应。     

玻璃纤维负载P25光催化接触氧化活性艳红X-3B

在玻璃纤维上焙烧P25制备了负载型TiO2光催化剂,探讨了焙烧温度对催化活性的影响,设计了光催化接触氧化反应器,并以活性艳红X-3B为模型污染物,考察溶液pH值、共存阴离子(CO₃^2-、SO₄^2-、Cl-)对光催化反应的影响.结果表明,焙烧温度直接影响负载后催化剂的活性,300℃负载时活性最高,SEM照片显示此时P25与载体结合牢固、负载颗粒均匀.酸性条件对活性艳红X-3B的降解有利,当溶液初始pH由2.0上升到10.0时,活性艳红X-3B的降解率从90.06%下降至42.71%.共存的CO₃^2-、SO₄^2-对活性艳红X-3B降解的影响不大,但Cl^-对氧化过程有明显的抑制,使活性艳红X-3B的降解率下降17.03%.利用成熟的光催化剂P25,通过烧结的方法制备负载型催化剂是当前替代粉末催化剂的较为可行的方案.     

新生态MnO2对活性艳红染料废水的处理研究

该研究以高锰酸钾和硫酸锰溶液作为原料,在pH=10．0条件下,采用两种物质混合反应制备新生态二氧化锰。以新生态MnO2作为吸附剂,以活性艳红X-3B为目标物,采用静态吸附实验研究,考察改变pH值、吸附剂投加量、反应时间、反应温度、离子强度等因素对新生态MnO2吸附活性艳红X-3B染料废水性能的影响。该吸附剂作为一种高效、经济的吸附材料对染料废水的脱色处理具有较好的作用。     

铁-草酸配合物光分解降解活性染料的研究

研究了铁（Ⅲ)-草酸配合物在可见光及太阳光照射下，对活性染料的光解降解作用。结果表明，在pH=4．0、Fe(Ⅲ)／H2E2O4=0．060mmol／L／2．88mmol／L(草酸分2次加入)、光照3h的条件下，20mg／L的活性红的降解率为97．5％。溶液pH值、铁与草酸浓度比和活性染料浓度均对降解效果产生影响。     

水射流空化强化光催化处理活性艳红模拟废水

采用水射流空化强化TiO2光催化处理活性艳红X-3B模拟废水3.3 L,进行了自来水与蒸馏水的效果比较并初步研究了反应温度、催化剂投加量、溶液pH、染料初始质量浓度以及空化管喉管直径对染料去除率的影响。针对模拟废水,实验结果表明:该工艺克服了传统光催化技术中催化剂容易团聚的不足,使反应能够持续进行。溶剂全部为蒸馏水的脱色率和表观反应动力学常数分别是溶剂全部为自来水的2.1倍和4.2倍。在最优条件下:染料初始质量浓度30 mg/L,pH 3.0,温度60℃,TiO2投加量150 mg/L,反应进行90 min后染料脱色率可以达到96%。而在结合实际情况优化后的推荐值下,pH 6.0,温度40℃,空化管喉管直径选用1.5mm,其它条件不变,染料脱色率及COD去除率分别为69%和54%,该结果更能指导实践。     

HF-LLLME-CE法测定偶氮染料氧化降解生成的有机酸

采用纤维膜三相液相微萃取(HF-LLLME)和毛细管电泳技术,对偶氮染料氧化降解过程中可能产生的小分子羧酸甲酸、乙酸、草酸、乳酸、丁二酸、柠檬酸、苹果酸进行了测定。以pH值为7.2的230 mmol/L磷酸二氢钠、115 mmol/L四硼酸钠和0.5 mmol/L十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)溶液为缓冲液,分离电压-12 kV,检测波长200 nm的条件下,10 min内达到基线分离。三相液相微萃取以磷酸三丁酯(TBP)为有机相,供体相pH为2.5,接收相pH为12.0,萃取时间为45 min,将萃取接收相直接进行毛细管电泳(CE)测定,富集倍数在7~67之间。样品相中7种有机酸的质量浓度在5 mg/L~1 000 mg/L的范围内与电泳峰面积呈良好线性(r2>0.999 1),方法的检出限为0.09 mg/L~0.54 mg/L。运用该法对TiO2光催化降解偶氮染料过程中产生的有机酸进行测定,检测到的4种羧酸的投加回收率在93%~110%之间。     

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%.     

Brilliant red X-3B uptake by a novel polycyclodextrin-modified magnetic cationic hydrogel: Performance, kinetics and mechanism

A novel polycyclodextrin-modified magnetic cationic hydrogel (PCD-MCH) was developed and its performance, kinetics and mechanism for the removal of reactive brilliant red X-3B (X-3B) were studied. The results showed that the zeta-potential of PCD-MCH was 32.8 to 16.7 mV at pH 3.0–10.5. The maximum X-3B adsorption capacity of PCD-MCH was 2792.3 mg/g. The adsorption kinetics could be well-described by the Weber–Morris model and the homogeneous surface diffusion model (HSDM). Diffusion stages corresponding to surface or film diffusion, intra-particle or wide mesopore diffusion, and narrow mesopore/micropore diffusion occurred at 0–120, 120–480 and 480–1200 min, respectively. The latter two diffusion stages were rate-controlling for X-3B adsorption kinetics. At the initial X-3B concentration of 600 mg/L, the diffusion coefficient (D_s) and external mass transfer coefficient in the liquid phase (k_F) were 3 × 10^?11 cm²/min and 4.68 × 10^?6 cm/min, respectively. X-3B approaching the center of PCD-MCH particles could be observed at 360 min. At the end of the third diffusion stage, the C_p at q/q_e = 0 was 45.20 mg/L, which was close to the homogeneous C_p value of 46 mg/L along the radius of PCD-MCH particles. At pH 3.0–10.0, PCD-MCH showed stable X-3B adsorption capacities. After five regeneration-reuse cycles, the residual adsorption capacity of regenerated PCD-MCH was higher than 892.7 mg/g. The corresponding adsorption mechanism was identified as involving electrostatic interactions, cyclodextrin cavities and hydrogen bonds, of which cyclodextrin cavities showed prominent capture performance towards dye molecules through the formation of inclusion complexes.     

染料活性艳红X-3B的微生物脱色研究

实验研究了以葡萄糖为外加碳源、由酵母膏提供氮源时不同的影响条件下紫色非硫光合细菌的混合菌种对染料活性艳红X-3B的脱色效果。结果表明,随着葡萄糖浓度的增大,脱色率反而下降;酵母膏的浓度对脱色效果影响很大,它在脱色过程中起到氮平衡的作用;当葡萄糖和酵母膏的浓度分别为0.125%和0.3%时,X-3B的脱色效果最佳。所选实验条件下,染料浓度在500mg/L以下X-3B脱色效果很好,对菌种没有明显的抑制作用;染料浓度在500～1000mg/L之间变化时,虽然对菌种有抑制作用,染料最终仍能完全脱色。温度在30℃时,pH在3～10范围内染料均有较好的脱色效果。     

土壤脲酶和脱氢酶对活性X-3B红污染暴露的耐受性及机理研究

采用微宇宙实验方法,研究了棕壤、褐土、红壤等3种我国典型土壤中脲酶和脱氢酶对染料活性X-3B红污染的耐受性及其机理.实验结果表明,3种土壤中的脲酶和脱氢酶活性在试验较低浓度的活性X-3B红污染的环境中均被促进,但被促进的程度有所差异,具体表现为棕壤脲酶活性被促进的效果最为明显,其次红壤,褐土最弱;较低浓度的活性X-3B红污染对褐土脱氢酶活性的促进作用最强,其次红壤,棕壤最弱.3种土壤的脲酶和脱氢酶活性被促进的效果随着时间的推移逐渐减弱.3种土壤的脲酶和脱氢酶活性对高浓度的活性X-3B红污染并没有显示受抑制的趋势.相反,二者基本维持在未受染料活性X-3B红污染的对照土壤的活性水平.因此可以初步认为,土壤脲酶和脱氢酶对染料活性X-3B红的污染暴露毒性有耐受作用.基于实验结果,还就2种酶对活性X-3B红污染暴露的耐受机理进行了分析与探讨.     

TiO2纤维光催化降解X-3B影响因素研究

采用溶胶-凝胶法及水蒸汽活化热处理工艺制备了15%(质量分数)SiO2掺杂的TiO2纤维,并利用SEM、XRD和HRTEM对其结构进行了表征.同时,以活性艳红X-3B染料水溶液为降解对象,研究了热处理温度、溶液pH值、紫外光源、溶液浓度等因素对TiO2纤维光催化活性的影响.结果表明,所制得的TiO2纤维为锐钛矿相,直径约为5～10μm;其最佳热处理温度为700℃,且在强酸(pH=2)或强碱(pH=14)条件下均表现出良好的光催化活性,并对不同浓度的X-3B溶液都有良好的降解效果,同时TiO2纤维也具有良好的可重复使用性.