电化学法处理活性艳蓝X-BR模拟染料废水的研究

采用换向电源、铁铝作为两极的新型电化学反应器,以色度和CODCr去除率作为指标,通过调控溶液的性质考察了不同体系对其降解效果的影响。研究表明,该方法对活性艳蓝X-BR模拟染料废水具有较好的处理效果,其最佳处理条件为:电解时间20 min,电解电压10 V,搅拌速度1000 r/min,电源换向周期8 s,废水CODCr初始浓度1232 mg/L,电解质(Na2SO4)浓度0.06 mol/L,极板间距1.0 cm,pH=8。在此条件下,色度去除率可达98.93%,CODCr去除率可达85.26%,处理废水的电耗为1.24 kW.h/m3。     

异步周期换向电凝聚法处理活性艳蓝X-BR模拟染料废水及其机理研究

针对传统电凝聚法处理废水过程中易出现的电极表面钝化和极化而影响处理效果的现象,采用铝和铁板作为两极同步换向方法,通过周期性改变电流方向使电极钝化和极化现象得以减缓或消失,并实现两极均可溶,利用铝、铁系无机絮凝剂共存时可提高处理效果的特点,对活性艳蓝X-BR模拟染料废水进行处理;通过正交试验,获得了该方法的最佳处理条件.在此基础上,为避免金属铝成分在废水中出现剩余影响水质,采用异步周期换向方式加以改进,考察了铝、铁电极不同通电时间对处理效果的影响,并利用紫外-可见光分光光度法、高效液相色谱法、ICP法、高分辨质谱技术、激光粒度分析仪等手段对废水处理过程主导因素和污染物去除机理以及该方法对强化处理效果的作用机理进行了分析.研究表明,最佳条件下采用异步换向周期电凝聚法处理活性艳蓝X-BR模拟染料废水30 min可使模拟废水脱色率接近100%,COD去除率可达76%以上;处理过程中起主导作用的是电凝聚过程而非电氧化还原过程;除大部分染料分子被电凝聚气浮或沉降导致脱色外,其余的活性艳蓝X-BR染料分子在电解作用下首先断裂生成了1,4-二氨基蒽醌-2-磺酸根,之后1,4-二氨基蒽醌-2-磺酸根又被直接絮凝上浮或沉降,或者在氢离子作用下发生了加氢反应使双键消失而脱色,模拟废水脱色是上述作用的综合结果.采用改进后的异步周期换向电凝聚法可以使铝铁离子凝聚过程形成的絮体具有更为合理的粒度和结构特性,从而更易于被去除,因此处理效果略优于同步换向和定向电流电凝聚过程,且可以实现处理后废水中铝离子含量降低到无法检出,避免其在处理后的废水中出现剩余影响水质.     

Fe~0-厌氧微生物降解2,4-二氯酚的效应及机理

以2,4-二氯酚(2,4-DCP)为目标污染物,采用间歇试验,接种厌氧混合微生物,考察葡萄糖共基质条件下不同pH值时零价铁(Fe)0对2,4-DCP生物降解的效应,并对Fe0与厌氧微生物联合体系的作用机理进行探讨。结果表明:Fe0与厌氧微生物联合作用可提高2,4-DCP的降解效果,且中性或偏碱性环境下联合体系对目标污染物的促进效果较酸性环境明显,初始pH值为8时目标污染物的降解效果最好。Fe0在厌氧条件下腐蚀产生的OH-可有效平衡葡萄糖发酵产生的有机酸,使体系挥发性脂肪酸(VFA)的浓度维持在较低水平(300 mg/L),同时促使联合体系pH值上升从而利于目标物2,4-DCP的降解。Fe0在酸性环境的腐蚀较强,腐蚀产物以Fe2+为主,Fe3+含量较少。不同pH值时"Fe0+微生物"体系的COD去除率与目标物降解效果有一定相关性。     

微波辐射处理活性艳蓝KN-R染料溶液的研究

在活性炭存在下微波照射能使活性艳蓝KN－R溶液迅速脱色，每g活性炭处理浓度为300mg／L的活性艳蓝KN－R溶液50mL，微波辐射4min脱色率达97．1％。     

活性艳蓝B-RV高效脱色菌筛选及脱色能力研究

从印染厂的沉淀池污泥和污水处理站的曝气池污泥中分离到3株对活性艳蓝B-RV染料脱色能力较高的细菌,编号分别为A,B1,B2,经鉴定分别为产碱菌属(Alcaligenes)、假单胞菌属(Pseudomonas)和克雷伯氏菌属(Klebsiella).探讨了三株菌在不同接种量、温度、pH和培养时间等条件下对活性艳蓝B-RV脱色的情况,并获得了其脱色反应的最适条件,此三株菌在最适条件下脱色率均能达到70%以上。     

Fe^0/厌氧微生物联合体系处理2，4，6-三氯酚影响因素的研究

利用Fe^0/厌氧微生物联合体系对2,4,6-三氯酚（2,4,6-TCP）进行降解研究。结果表明,Fe^0/厌氧微生物联合体系可以有效降解2,4,6-TCP,Fe^0与厌氧微生物之间存在明显的协同效应。Fe^0/厌氧微生物联合体系处理2,4,6-TCP的最优条件为：微生物接种量0．434gVSS/L,Fe^0投加量15g/L,体系初始pH值7．0～8．0。     

稻壳活性炭对活性艳蓝KN-R的脱色研究

将稻壳在微波条件下制备成活性炭吸附剂,研究其对活性艳蓝KN-R的吸附特性。通过静态实验,考察了pH值、温度、时间、溶液起始浓度和吸附剂用量对吸附过程的影响。结果表明,当pH为2和12时吸附效果较好,最大吸附量分别为303.03、384.62 mg/g;随着温度的升高,达到吸附平衡的时间缩短;等温吸附过程可以用Langmuir方程来描述;动力学实验表明,吸附过程更符合拟二级动力学模型;热力学数据分析发现,吸附过程是自发进行的吸热过程。     

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.     

活性艳蓝PACT吸附与生物降解性能研究

针对活性艳蓝KN-R模拟废水,研究了PACT系统中吸附和生物降解性能,结果表明,PACT工艺对脱色效果要优于活性炭吸附和活性污泥法.活性炭吸附试验中粉末活性炭质量浓度为200 mg/L时脱色效果最好,而在PACT中则不同,粉末活性炭质量浓度为300 mg/L时脱色效果最好.活性艳蓝不易生物降解,增加活性污泥质量浓度对脱色效果影响不大,而污泥的最佳使用质量浓度在1 500 mg/L左右.     

零价铁与过硫酸盐异相芬顿降解活性艳橙X-GN

采用零价铁(Fe~0)与过硫酸盐构建异相类芬顿体系,由Fe0腐蚀释放Fe~(2+)催化S_2 O_8~(2-)产生硫酸根自由基快速降解偶氮染料活性艳橙,考察了初始p H值、Fe~0投加量、过硫酸盐投加量和温度对降解过程的影响。结果表明,当活性艳橙初始浓度为100 mg/L、pH值为7、Fe~0投加量为0.5 g/L、过硫酸盐投加量为1 mmol/L和反应温度为30℃时,反应60 min后活性艳橙降解率达到92.6%。酸性条件和提高反应温度均有利反应的进行,而且活性艳橙的降解率在初始pH值为9时也高于90%。反应过程符合准一级动力学,表观反应速率常数k为0.0513 min~(-1)(30℃)。UV-Vis扫描显示,活性艳橙的发色基团在反应过程中被破坏。由Fe~0与S_2O_8~(2-)构成的异相Fenton体系可作为一种高效手段用于染料废水的处理。     

Fe2+与Fe0活化过二硫酸盐降解活性艳蓝KN-R

为了解Fe2+与Fe0在活化PDS(过二硫酸盐)降解活性艳蓝KN-R时的差异,通过序批试验,考察了Fe2+/PDS和Fe0/PDS体系中c(Fe2+)、ρ(Fe0)、c(PDS)和初始pH对KN-R降解的影响. 结果表明:在Fe2+/PDS体系中,最佳反应条件〔初始pH为3.0,c(Fe2+)为1.0 mmol/L,c(PDS)为2.0 mmol/L〕下,180 min后KN-R的去除率达到96.55%;过高的pH和c(Fe2+)对KN-R的降解均有明显的抑制作用. 在Fe0/PDS体系中,当pH和ρ(Fe0)过高时,KN-R的去除率仍维持在较高水平,当pH为9.0时,180 min后KN-R的去除率为90.53%;当ρ(Fe0)为448 mg/L时,50 min后KN-R的去除率就能达到94.35%. 在2个体系中,c(PDS)的升高均能显著提高KN-R的去除率,当c(PDS)由0.5 mmol/L增至8.0 mmol/L时,KN-R的去除率由47.25%(Fe2+/PDS体系)和57.00%(Fe0/PDS体系)增至100%. 动力学分析显示,KN-R的降解均遵循一级反应动力学;最佳反应条件下2个体系中的活性自由基均以硫酸根自由基(SO₄-·)为主. 因此,在降解KN-R过程中,Fe0/PDS体系的性能明显优于Fe2+/PDS体系.      

零价铁还原土壤中邻硝基甲苯的实验研究

采用零价铁(ZVI,Fe0)还原技术,在常温常压下修复邻硝基甲苯(ONT)污染的土壤,研究不同反应条件对还原效果的影响及产物随时间的变化。实验结果表明,Fe0能够有效地将土壤中的邻硝基甲苯还原为邻甲基苯胺(OMA),反应过程中先生成邻甲基亚硝基苯,再进一步还原为邻甲基苯胺。当ONT的初始浓度约为2.5×10-6mol/g,Fe0加入量是25mg/g,土壤水含量75%,土壤初始pH值6.8,于25℃反应5h,ONT的还原率可达97%。Fe0用量、土壤含水量、土壤初始pH值和温度均对Fe0还原ONT产生影响,增加Fe0用量、较饱和的土壤含水量、偏酸性土壤和较高的温度能显著提高其还原率。     

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%.     

镰刀菌(Fusarium sp.)HJ01对中性艳蓝GL的脱色降解特性研究

利用镰刀菌(Fusarium sp.)HJ01降解中性艳蓝GL,经扩增翻译延伸因子TEF1对HJ01菌株做了种的鉴定,并考察了温度、pH值对该菌株降解酶漆酶的活性,以及对中性艳蓝GL脱色率及COD去除率的影响.结果表明,该菌株属层出镰刀菌(Fusarmm proliferatum).HJ01菌株所产降解酶漆酶在pH为2.0～8.0内相对活性在12%～96%之间,在pH=4.0时,相对活性最大;在25～65 ℃内,随着温度的升高,漆酶相对活性增大;在65～85 ℃内,随着温度增大,漆酶相对活性降低.HJ01菌株在25℃、50 r·min-1条件下,于液体培养基中培养96h后加入到25mL含100mg·L-1中性艳蓝GL的溶液中,在35℃、50 r·min-1、pH=4.0条件下继续培养100h后,中性艳蓝GL的脱色率达100%,培养至120h后,COD去除率达87.8%.紫外光谱分析表明,中性艳蓝GL的发色基团蒽醌环被漆酶打破.     

海藻酸钠固定化纳米铁还原脱色活性红X3B

采用海藻酸钠固定纳米铁制备海藻酸钠纳米铁小球,研究了海藻酸钠浓度、纳米铁含量、活性红X3B浓度、反应温度、pH值等对海藻酸钠固定化纳米铁小球还原活性红X3B的影响.采用高效液相色谱（HPLC）、紫外可见分光光度计（UV-Vis）、扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）等方法分析污染物的还原脱色过程.结果表明,X3B的还原脱色获得了较好的效果,当温度25.0℃,海藻酸钠浓度2.0%,纳米铁含量2.0g/L,转速200r/min,pH值10.9时,反应720min后,25.0mg/L活性红X3B的脱色率达98.9%.海藻酸钠凝胶对活性红X3B没有吸附作用,海藻酸钠固定化纳米铁小球降解活性红X3B的主要机制为纳米零价铁的还原作用.     

CMC固定化灭活烟曲霉小球吸附活性艳蓝KN-R——批式实验与热力学

利用羧甲基纤维素钠(CMC)固定化灭活烟曲霉小球对活性艳蓝KN-R溶液进行吸附脱色实验,考察了不同条件下对103.4mg·L-1活性艳蓝KN-R的吸附效果,探讨了吸附热力学.结果表明,48h内对103.4mg·L-1活性艳蓝KN-R溶液达到吸附平衡.对于吸附溶液最佳初始pH值为10.5.温度在10℃～50℃范围内时,温度越高,吸附量越大此外,CMC固定化灭活烟曲霉小球投加量为1%～5%时,随着投加量的增加吸附率由54.2%逐步增加到94.9%,而吸附量由54.7mg·g-1逐步降低到19.6mg·g-1.较高的盐度对吸附量的影响不大,NaCl浓度从0%增至3%时,吸附量仅下降了5.6mg·g-1.10℃～50℃温度范围内的热力学参数焓变(△H)值为15.343kJ·mol·K-1、熵变(△S)值为0.0607kJ·mol-1·K-1,自由能变(△G)值小于0.因此,CMC固定化灭活烟曲霉小球吸附活性艳蓝KN-R的过程是一个自发进行的吸热过程,吸附过程中染料分子在固/液界面随意运动性能增加不大     

Fe0/荧光假单胞菌联合处理直接耐晒黑的脱色特性

采用荧光假单胞菌(Pseudomonas fluorescen,简称pf菌)与Fe0微粒构建Fe0/pf菌联合体系,处理了含偶氮类染料-直接耐晒黑(C.I.Direct black 19,简称DB19)废水.在中温((35±2)℃)条件下,比较了纯pf菌、纯Fe0微粒和Fe0/pf菌联合体系的脱色能力,并探讨了联合体系中供氧条件、初始pH值、Fe0投加量和染料初始浓度等因素对DB19脱色的影响.结果表明,在微需氧、菌接种量为5％(体积比)的条件下,染料初始浓度为100 mg·L-1、初始pH =7.0、Fe0投加量为500 mg·L-1时,联合体系内脱氢酶活性最高,处理约30 h后可实现90％以上的脱色率;与纯pf菌比较,Fe0/pf菌联合体系达到该脱色率的时间可提前约40 h.UV-vis和FT-IR光谱分析表明,联合体系中DB19染料的脱色过程是通过偶氮键断裂来实现的,而且部分含苯环或萘环结构的中间产物也可被降解.     

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.