3种常用浆料对臭氧降解部分染料的脱色率影响研究

采用间歇法测定溶液吸光度,研究了3种常用浆料聚乙烯醇(PVA17-99)、改性淀粉和丙烯聚酯复合浆料(KS-22)的存在对臭氧降解染科速率的影响.结果表明,3种浆科在一定质量浓度范围内,对臭氧氧化酸性灰BG 200％的脱色率均表现为先促进后抑制的趋势.染料初始质量浓度为0.090 g/L,PVA 17-99、改性淀粉和KS-22的质量浓度分别在0-13 g/L、0～0.2 g/L和0～0.1g/L时脱色率提高,当3种浆料的质量浓度大于上述质量浓度时,脱色率降低.同时,研究了这3种浆料对弱酸性灰ABL、直接混纺红D-BLL、活性红紫X-2R和活性黄HF-3RA等4种染料臭氧氧化脱色的影响.结果与酸性灰BG 200％类似:PVA17-99能够在较宽的质量浓度范围对臭氧氧化起促进作用,改性淀粉的范围次之,KS-22的范围最小.     

蒽醌染料的矿化过程及其相关中间产物分析

以茜素绿的Ti O2光催化降解反应为目标体系,运用紫外可见分光光度计对降解过程中不同反应时间的特征吸收进行了测定。根据降解体系特征吸收的变化及可能生成的中间产物特性,选用HPLC-MS测定了反应初期生成的含蒽醌染料母体结构的降解产物,并采用GC-MS继续跟踪分析了降解生成的蒽醌类和邻苯二甲酸类中间产物。运用离子色谱(IC)测定了降解过程中生成的小分子有机羧酸及无机离子。结果表明,茜素绿分子的降解首先是蒽醌染料母体结构的破坏,生成的主要中间产物蒽醌类化合物可被开环氧化为邻苯二甲酸酯类物质,并可继续降解生成甲酸、乙酸和草酸,最终矿化为CO2和H2O。茜素绿分子中的有机硫主要矿化为SO2-4,有机氮则矿化为NO-3和NH+4,其中有机氮的80%以上被还原矿化为NH+4。     

磁性纳米吸附剂Fe3O4@SiO2-NH2对阴离子染料的吸附研究

为了研究用于印染废水处理的新型高效材料,以3-胺丙基三甲氧基硅烷为偶联剂制备了氨基修饰表面的磁性纳米粒子吸附剂(记为Fe3O4@SiO2-NH2).研究了吸附时间、pH值、染料初始质量浓度和吸附剂用量等因素对其吸附酸性橙Ⅱ(AO Ⅱ)和活性艳红X-3B(X-3B)的吸附效率的影响,测定和分析了吸附过程的热力学和动力学.结果表明,Fe3O4@SiO2-NH2对AO Ⅱ和X-3B的吸附符合Langmuir吸附等温线和准二级动力学模型.Fe3O4@SiO2-NH2对AO Ⅱ和X-3B的吸附是单分子层吸附为主的化学过程,其吸附容量分别为132 mg/g和233 mg/g.初步研究了通过外加磁场和调节pH值来实现吸附剂和染料的再生和循环使用.     

微波生物炭对阴、阳离子型染料的吸附特性

以小麦秸秆为原材料、以活性炭为催化剂,在微波辐照下制备了生物炭并进行了理化表征,而后对比考察了其对阴离子染料甲基橙(MO)和阳离子染料亚甲基蓝(MB)的吸附特性。结果表明,提高微波辐照功率,生物炭的比表面积和孔体积逐渐增大,对染料的吸附量也相应增加,对MB的吸附量达87.72 mg/g。相关性分析表明微波生物炭对MO的吸附主要是受比表面积和孔体积决定的物理吸附,对MB的吸附则兼具有物理吸附和静电吸引作用。动力学和等温线研究表明微波生物炭对染料的吸附受多种因素控制,低功率制备的微波生物炭符合Langmuir吸附,而高功率制备的炭更符合Freundlich多分子层吸附。影响因素研究表明,受静电作用、络合作用的影响,溶液pH值、阳离子浓度以及吸附温度都会影响吸附效果。     

Sphingomonassp.SJ-1对染料结晶紫的降解脱色特性

从长期受染料污染的污泥中分离出一株能够对结晶紫降解脱色的菌株SJ-1。根据形态、生理生化和16S rRNA系统发育分析得出,SJ-1属于鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas sp.)。使用LB培养基,SJ-1对700 mg/L结晶紫的24 h降解率为78.16%。该菌株降解结晶紫的适宜温度为25~30℃,适宜p H值为6.0~8.0;通气量对SJ-1影响较小,在缺氧条件下也可较好地降解结晶紫,4 h时通气量较小试验组(装液量≥125 m L)降解率仍大于40%。SJ-1降解结晶紫的酶主要位于细胞外,属组成型表达酶。     

Cu/γ-Al2O3的制备及对活性艳红X-3B的脱色性能研究

为实现活性染料X-3B废水在常温常压下高效地脱色,以过渡金属为活性组分、活性氧化铝(γ-Al_2O_3)为载体,采用等体积浸渍法制备了一系列M/γ-Al_2O_3(M=Cu2+、Fe3+、Zn2+、Mn2+)负载型催化剂,并考察其对活性艳红X-3B模拟染料废水的脱色性能,同时考察了活性组分、焙烧温度、负载量、催化剂投加量、氧化剂用量及pH值等因素对活性艳红X-3B脱色性能的影响规律。结果表明,常温常压下,以Cu2+为活性组分,焙烧温度为350℃、负载量为4%(质量分数)、氧化剂H_2O_2浓度为58 mmol/L、催化剂投加量为1.2 g/L、pH值为5~7、反应50 min时,催化剂对活性艳红X-3B废水的脱色效果最佳,脱色率可达95%以上。平行试验表明,Cu2+的存在可增加载体表面的吸附中心,H_2O_2可分解产生HO·,当两者共存时,活性艳红X-3B在催化剂表面主要发生化学吸附与催化氧化两种反应过程,且染料在Cu/γ-Al_2O_3上发生的吸附作用明显大于H_2O_2分解产生HO·而引发的催化氧化作用。动力学试验表明,活性艳红X-3B反应过程动力学模型与初始质量浓度有关,大于等于200 mg/L时,符合准一级动力学方程。     

外源水杨酸对Pb2+胁迫下玉米幼苗生理特性的影响

为了研究水杨酸对重金属胁迫下植物幼苗的缓解效应,以玉米叶片的叶绿素、游离脯氨酸、可溶性蛋白质量比和丙二醛(MDA)含量,以及过氧化物酶(POD)与超氧化物酶(SOD)活性为指标,采用水培法研究了不同质量浓度水杨酸对150 mg/L Pb2+胁迫下玉米幼苗生理特性的影响.结果表明,经30 mg/L水杨酸缓解后受迫玉米幼苗的根长、株高和根系活性明显增加,叶片的叶绿素、游离脯氨酸与可溶性蛋白质量比均明显提高,叶片的SOD与POD活性均高于对照组和各处理组,且叶片的MDA含量显著降低.外源水杨酸可通过正向调控植物物质与能量代谢,以及保护酶系统活性来维持细胞膜的稳定性,并有效减缓膜脂过氧化进程,缓解了Pb2+胁迫对玉米幼苗的毒害.     

刚性填料布置方式对水流特性及污染物去除的影响

研究使用生物填料技术净化河流水体对水流特性的影响,生物填料分为刚性和柔性两种,采用刚性生物填料进行试验.对室内大小相同的填料渠(长×宽×高为1 000 cm × 40 cm×30 cm)设置不同的填料密度和布置方式:A渠填料密度为48 m/m3,均匀填充;B渠为24m/m3,均匀填充;C渠为24 m/m3,两边填充;D渠为空白.在不同的水力停留时间(HRT)下,分析各渠x和y方向流速等值线图及COD去除率.结果表明:1)由于不同水渠填料布置方式不同,其流态也存在差异,流场紊乱程度从高到低的填料渠为C渠、A渠、B渠、D渠;2)填充密度和布置方式对填料与水体的接触也有影响,水体通过填料层流量占总流量百分比从大到小的各渠为C渠、B渠、A渠,随HRT增加差距缩小;3)填料填充密度越大,对COD的去除率越高,同等密度下,填料两边布置比均匀布置对COD有更好的去除效果.     

酸碱度对玉米秸秆酶解液光合生物产氢动力学的影响

主要研究p H值对玉米秸秆酶解液光合生物产氢动力学的影响,以生物量干重为指标研究p H值对光合产氢细菌生长的影响,以产氢速率和产氢量为指标研究p H值对光合细菌产氢的影响。利用Logistic模型和MMF模型分别对光合细菌生长和玉米秸秆酶解液光合生物产氢进行了回归模拟,提出了p H值对光合细菌生长动力学和玉米秸秆酶解液产氢动力学的影响规律。结果表明:p H值对光合细菌生长及产氢过程都有显著影响,随碱性增强,光合细菌生物量逐渐增大,当p H值为8时,光合细菌生物量达到最大,为0.543 7 g/L,最佳接种时间为84~96 h;光合细菌产氢量随p H值增加同样呈现先递增再递减的趋势,当p H值为6时,产氢速率和产氢量达到最大,分别为29.72 m L/(L·h)、168.96 m L。     

混合菌群FF降解染料效果及生物毒性变化

利用混合菌群FF降解偶氮染料活性黑5和蒽醌染料活性蓝19,通过检测一些常规指标,如脱色率、DOC(溶解性有机碳)去除率、UV254、比紫外吸收值SUVA(UV254/DOC)等来表征降解效果,进一步通过固相萃取方法进行前处理,采用SOS/umu(又称umu试验)和双杂交酵母法分别检测染料降解过程中遗传毒性和抗雌激素活性。结果表明,采用混合菌群FF,活性黑5和活性蓝19(150 mg/L)在35℃和p H=8.0条件下静置培养48 h后脱色率分别为82.5%和89.2%;DOC去除率低,分别为19.5%和13.0%;降解后UV254和SUVA均增加。遗传毒性检测表明,活性黑5本身无遗传毒性,降解过程中也无遗传毒性;活性蓝19本身无遗传毒性,降解24 h、48 h后在高浓缩倍数下出现遗传毒性。随着降解的进行,活性黑5和活性蓝19的抗雌激素活性均显著增加。     

多金属氧酸盐在染料废水光催化降解中的应用

从均相、固体不溶性和负载型复合光催化剂以及降解机理等方面综述了国内外多金属氧酸盐光催化降解染料废水的研究概况,重点探讨负载型尤其是以半导体氧化物为载体的复合材料的研究进展.讨论了当前研究存在的不足和有待解决的问题,并提出今后发展的方向.     

偶氮染料的光汗协同降解及其生成芳香胺的测定

以活性艳红X-3B为目标染料,选择AATCC标准人工汗液在光照条件下进行偶氮染料的降解反应.通过测定降解过程中紫外-可见吸收光谱的变化,表征了光汗协同对偶氮染料降解过程的影响.结果表明,光照与汗液对偶氮染料的降解脱色具有明显的协同作用.汗液中有机组分对偶氮染料的光汗协同降解起主要作用,但汗液中的无机盐组分对偶氮染料的降解脱色有一定的抑制作用.在相同辐照时间下,染料的降解脱色率随辐照强度的增加而增加,光强为2.68 mW/cm~2辐照240 min时,模拟水样中活性艳红X-3B的降解脱色率达35%以上.光汗协同降解反应过程中-lnA_t/A_0与t的关系符合一级动力学方程;反应的速率常数随光强的增加而增大.通过采用纤维膜保护液相微萃取和毛细管电泳联用的方法,实现了活性艳红X-3B光汗协同降解过程中生成苯胺的测定.     

TiO2/ACF复合材料吸附-光催化降解甲醛的实验研究

甲醛作为对人类具有高致癌风险的有机污染物,对其工作场所的安全要求也越来越严格。其减少及脱除需要发展更加高效的技术手段。本文以甲醛为目标化合物,在自行设计的气相光催化反应器中,以254nm紫外灯作光源,研究其在TiOE／ACF复合材料上的吸附一光催化降解行为。探讨了甲醛的初始浓度,光照强度、空气湿度等对甲醛吸附一光催化降解效率的影响。初步探讨了甲醛的降解机理。结果表明：TiOE／ACF复合材料对甲醛具有极好的降解效果,较低浓度的甲醛,经2h光照,甲醛蒸气降解率达到99．9％（初始浓度为1．93mg／m^3）;甲醛降解率随空气湿度增加而明显增加,适当地水分加入有利于产生羟基活性自由基,促进催化降解反应。实验结果对降低污染区域工作人员的职业中毒风险有重要的意义。     

SiO2@CuO-ZnO双壳催化剂对臭氧催化降解印染废水的影响

为研究不同催化剂对臭氧降解印染废水的影响,以葡萄糖为原料,通过水热法制备碳微球,在焙烧的条件下,进而将微球碳化成中空.利用溶胶凝胶法制备单壳中空SiO2,单壳中空SiO2@CuO、单壳中空SiO2@ZnO、单壳中空SiO2@ZnO-CuO、双壳中空SiO2@ZnO-CuO等催化剂.用酸性大红染料(硝基苯溶液)作为模拟印染废水,对所制备的催化剂进行性能评价,筛选催化性能最高的的催化剂;采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、N2吸脱附试验(BET)、能谱监测仪(EDS)等设备对催化剂的微结构、表面元素、形态及催化剂内部孔道分布进行表征.结果 表明,双壳中空SiO2@ZnO-CuO催化剂对臭氧氧化印染废水的去除效果最佳,对酸性大红染料废水去除率可达到99％以上.扫描电子显微镜及透射电子显微镜表征显示:SiO2@ZnO-CuO催化剂为双壳中空球形结构,粒径在150～200 nm;负载在催化剂壳上的活性组分以氧化铜和氧化锌的形态存在,且氧化锌及氧化铜的衍射峰较尖锐,催化剂表面的活性组分结晶良好.臭氧氧化印染废水反应过程符合一级动力学方程,在添加催化剂的条件下,其反应速率常数为0.005 88 min-1;在未添加催化剂的条件下,其反应速率常数仅为1.070 26×10-4min-1.随着催化剂的添加,臭氧对印染废水的氧化效果显著提高.     

Bi与rGO共修饰SnO2光催化高效降解TCH和染料研究

通过简单水热法制备新型铋金属(Bi)与还原氧化石墨烯(r GO)共修饰SnO2三元光催化剂,并采用多种手段对其进行表征。以亚甲基蓝(MB)和四环素(TCH)为目标污染物,考察三元材料对污染物的光催化降解性能。结果表明,在可见光条件下,复合光催化材料对四环素去除率为94. 1%(60 min),对亚甲基蓝去除率为75. 5%(120 min),降解效果显著好于纯SnO2与二元催化剂Bi-SnO2。光致发光光谱(PL)、瞬态光电流响应和电化学阻抗谱(EIS)结果表明,复合材料中电子转移及分离效率的提升显著提高了自由基的产生及光催化效率。阐述了铋金属、还原氧化石墨烯和二氧化锡中间的协同效应,并基于自由基掩蔽试验和电子自旋共振谱(ESR)提出了光催化机制。     

TiO2对有机磷农药乐果光催化降解的影响

以TiO2作为光催化氧化剂降解有机磷农药乐果,用磷钼蓝分光光度法测定降解后乐果溶液中的磷酸根浓度.研究有机磷农药乐果在不同时间、温度和TiO2质量浓度条件下的降解.不同温度下,向质量浓度为100 mg/L的乐果中加入不同质量浓度的TiO2光催化剂(调至pH=7.0),测定乐果的降解量.结果表明,乐果降解的适宜时间为6 h,适宜TiO2质量浓度为1 000 mg/L,适宜降解温度为30 ℃.本文为TiO2对乐果光催化降解影响的进一步研究提供了参考.     

褐煤对废水中酸性红B的结合吸附作用研究

将褐煤样品加入含染料酸性红B的模拟废水中并加碱,褐煤中的腐殖酸溶解,而后加盐酸使腐殖酸絮凝.利用溶解的腐殖酸结合与褐煤颗粒表面的吸附作用,达到去除废水中该染料的目的.结果显示,褐煤对酸性红B具有很好地去除效果,但受到作用时间、溶液pH值、离子强度等因素的影响.要达到最佳去除效果,结合过程最少需要120 min,吸附过程需要480 min.初始质量浓度越高,废水中酸性红B的去除率越低,但当初始质量浓度在250 ～ 500 mg/L时,去除率最小,但变化不大.结合过程pH值升高与吸附过程pH值降低均有利于该染料的去除.褐煤投加量增加,去除率提高,当初始质量浓度为250mg/L,褐煤投加量达到4mg/mL时的去除率达99％.离子强度的增加有利于褐煤对酸性红B的去除作用.     

三相流化床中人苍白杆菌与硝化菌对苯胺废水的共基质降解

将人苍白杆菌(Ochrobactrum anthropi)降解苯胺的过程与硝化反应相结合,在三重环流三相流化床中实现共基质降解,充分降低废水中的苯胺和苯胺降解过程中产生的NH4 -N.以自行研制的聚氨酯填料为载体,研究了流化床内苯胺、DO以及NaHCO3等对该共基质降解过程的影响.挂膜过程中苯胺质量浓度下降和NH4 质量浓度上升,证明了此过程中人苍白杆菌生物膜优先形成,而且NH4 质量浓度先增后降反映了人苍白杆菌生物膜的形成为硝化菌生物膜的形成创造了条件.通过苯胺对硝化菌的抑制性实验发现,苯胺质量浓度从100 mg/L下降到4 mg/L的过程中,其对硝化菌的抑制作用由强变弱.当苯胺质量浓度小于4 mg/L时,对硝化菌无抑制作用.其中亚硝化细菌比硝化细菌活性恢复更快,表明硝化菌比亚硝化菌对苯胺的毒性抑制更为敏感.流化床高效的传氧能力可以改善硝化细菌摄O2的条件.DO 2～3 mg/L,pH=7.5～8.5及适当的NaHCO3添加量是苯胺与NH4 -N共基质降解的适合条件.此条件下进水COD和苯胺质量浓度分别为540 mg/L及210 mg/L左右时,出水能够达到国家一级排放标准.