水溶液中典型混凝剂与分散染料的直接反应机理

为了深入揭示分散染料的混凝去除机理,选择AlCl_3、FeCl_3、CaCl_2作为混凝剂,分散红玉S-2GFL、分散黄棕S-2RFL、分散蓝BBLS作为去除对象,在不投加其他任何颗粒物的条件下,通过测定染料粒径、Zeta电位和改变混凝剂投加顺序等方式,探究了分散染料与混凝剂的直接反应机理。结果表明:3种混凝剂均可使染料颗粒表面电位接近0 mV,此时AlCl_3和FeCl_3对染料的去除率超过60%,但CaCl_2对染料去除率仅为15%左右,说明此体系下电中和不是染料被直接混凝沉淀去除的单一主导内因;投加3种混凝剂后染料粒径均明显增大,说明混凝剂水解产物与分散染料结合是导致染料被去除的重要前提之一;通过改变混凝剂投加顺序发现,对于同种染料,先投加混凝剂的去除率远低于后投加混凝剂的去除率,说明混凝剂水解终产物的物理吸附不应是染料与混凝剂结合的主因;沉淀物的傅里叶红外图谱显示,在580 cm~(-1)和475 cm~(-1)处分别检测到Al—O和Fe—O的特征峰,且XRD结果进一步显示AlCl_3、FeCl_3与染料结合形成了新的共聚物,这表明选用的无机混凝剂去除这3种分散染料的主导机理应是特定的化学结合作用。以上研究结果对丰富混凝去除相关染料的作用机理和开发相关复合药剂具有一定的理论指导意义。     

功能菌群DDMZ1固定化及其对RB5的处理效果研究

实验用聚乙烯醇(PVA)-海藻酸钠(SA)-沸石作为固定化复合载体,使用包埋交联法固定功能菌群DDMZ1,用正交实验对微生物固定化载体物理特性及偶氮染料活性黑5(RB5)降解脱色性能进行了分析和优化。实验结果发现：SA的浓度为1%、PVA的浓度为8%、沸石浓度为2%、菌液OD₆₀₀=0.7和交联时间12 h,包埋交联固定化条件最佳。扫描电镜结果显示：固定化PVA-SA-沸石载体小球内部结构孔隙众多,利于微生物细胞的附着和增殖。固定化功能菌群 DDMZ1 小球机械强度高、储存稳定性好,特别是它循环利用 30批次后,脱色率仍旧保持在90%以上。同时与游离菌相比,固定化功能菌群DDMZ1小球具有更宽的pH适应范围、更高的热稳定性以及更高盐度和染料浓度的耐受性,且具有循环使用次数越多耐受性越强的趋势。首次将天然功能菌群DDMZ1进行固定化并将其应用于偶氮染料活性黑5的处理,研究结果拓展了功能菌群DDMZ1的应用范围,同时对于利用固定化功能微生物处理含染料废水具有重要指导意义。     

菌株RB5-M1脱色活性黑5的动力学及固定化条件

通过研究嗜水气单胞菌RB5-M1菌株对活性黑5的脱色过程,探讨了菌株脱色不同初始浓度的活性黑5的动力学模型,并从机械强度、包埋量和渗漏量3个方面,对菌株的固定化条件进行了优化。结果表明,当初始染料浓度为50、100、150、200、250和300 mg/L时,菌株脱色活性黑5的动力学过程均更为符合Monod零级反应模型。当冷却温度为30℃、PVA与海藻酸钠浓度比为10∶1、氯化钙浓度为2%、明胶浓度0.2%时,可以获得机械强度较好、包埋量较多的固定化颗粒。当氯化钙浓度2%、明胶浓度0.3%、PVA与海藻酸钠浓度9∶2、冷却温度20℃,可获得渗漏量较少的固定化颗粒。     

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。     

利用层叠苯环π—π相互作用改善废水处理中酞菁催化剂的自氧化弊端

提出以聚苯乙烯树脂为载体的四磺酸酞菁钴催化剂固载化方法,通过聚苯乙烯聚合物中的苯环与酞菁分子上的18π电子大环体发生π-π相互作用,改善四磺酸酞菁钴在过氧化氢存在条件下易自氧化降解的弊端.结果表明,由D201大孔强碱性阴离子交换树脂负载的四磺酸酞菁钴催化剂催化过氧化氢氧化50mg/L的染料C.I.Acid Blue 25的去除效率可达99%以上,并且循环套用后去除效率保持稳定,有效提高了四磺酸酞菁钴的催化活性与催化寿命.     

细菌氧化法制取黄钾铁矾的研究

黄钾铁矾是金属硫化物在酸性条件下氧化形成的主要次生矿物,嗜酸氧化亚铁硫杆菌在9K液体培养基中能迅速把Fe2+氧化成Fe3+,而Fe3+易水解,最终产生黄钾铁矾类沉淀。文章为确定其最佳生成条件,在初始pH值分别为1.40、2.10、2.46、3.03、3.52、4.10、4.90、5.90,温度分别为25℃、30℃、35℃、40℃条件下,考察了体系中Fe2+和总铁浓度的变化及黄钾铁矾产量的大小,通过XRD、FTIR、XRF等方法对其化学组成和结构做了分析鉴定。结果表明:初始pH值为4.1、温度在30℃时是细菌氧化法制取黄钾铁矾的最佳条件,经鉴定,此最佳条件下制得的样品89%是黄钾铁矾,含少量氢黄钾铁矾和黄铵铁矾。