湿地基质及阴极面积对人工湿地型微生物燃料电池去除偶氮染料同步产电的影响

本研究采用人工湿地型微生物燃料电池处理偶氮染料X-3B,实现降解偶氮染料同步产电的效果.为了构建性能最优的人工湿地型微生物燃料电池(CW-MFC)系统,本研究主要从湿地基质和阴极面积两个方面研究系统构型对去除X-3B同步产电的影响,提高系统性能.研究表明以粒径10 mm、孔隙率30%的小石子作为湿地基质构造的CW-MFC系统微生物生物量最大,去除X-3B效果最好,脱色率高达92.70%,但其产电性能最差.较小的粒径和孔隙率使底层微生物生物量增加,促进X-3B的去除,但随着湿地基质粒径和孔隙率的减小,导致阴阳极营养物质不足,系统传质阻力增加,抑制了系统产电性能.X-3B的去除效果随着阴极面积的增加而提高直到阴极面积为594 cm~2时取得最大脱色率99.41%.当阴极面积继续增加时,CW-MFC系统产电性能上升趋势趋于平缓,X-3B去除效果呈现下降趋势,这是因为阴极反应过快导致更多的阳极电子输送到阴极用于产生电流,与X-3B发生反应的电子减少,阳极成为提高CW-MFC系统性能的限制因素.     

Myrothecium verrucaria NF-08产漆酶条件的响应面法优化及粗酶染料脱色研究

以半知菌属疣孢漆斑菌Myrothecium verrucaria NF-08为供试菌,采用响应面方法优化菌株产漆酶条件,并以其漆酶粗酶进行3种结构类型6种染料的脱色试验,考察了粗酶浓度、温度和p H值对脱色率的影响.两水平析因设计、中心组合设计和验证试验结果表明:葡萄糖浓度为15.4 g·L~(-1)、蛋白胨浓度为43.3 g·L~(-1)和培养基初始p H值为6.68时,漆酶活性达到最大值(25.58±1.60)U·m L~(-1),是单因素试验(16.82 U·m L~(-1))的1.52倍,提高了52.1%.以上述发酵条件获得的M.verrucaria NF-08漆酶粗酶对3种结构类型染料均有脱色效果,排序为偶氮类优于芳甲烷类优于蒽醌类.脱色率随粗酶浓度增大(2~8 U·m L~(-1))、反应温度升高(15~35℃)而上升,随p H值上升(4~10)而下降.粗酶浓度为5 U·m L~(-1),反应温度为25℃,p H值为4时,偶氮类染料铬黑T和芳甲烷类染料碱性品红即可几乎完全脱色,脱色率分别为99.2%和94.6%.     

Aureobasidium pullulans UVMU3-1产耐热性胞外漆酶活性物质培养基优化及其对染料脱色作用

对出芽短梗霉无色素突变株Aureobasidium pullulans UVMU3-1产耐热性胞外漆酶活性物质培养基进行优化,并研究其分子量大小、热稳定性及对三苯甲烷类染料孔雀石绿和结晶紫的脱色作用.结果表明:蔗糖、NaNO_3为UVMU3-1产耐热性胞外漆酶活性物质的最佳碳源和氮源,产酶优化培养基配方为:蔗糖66.5 g·L~(-1),NaNO_338.4 g·L~(-1),NaCl 1.08 g·L~(-1),酵母浸粉0.2 g·L~(-1),KH_2PO_41 g·L~(-1),pH=6.0.影响UVMU3-1产耐热性胞外漆酶活性物质的因素依次为:起始pH蔗糖NaClNaNO_3,培养7 d时产生最大酶活(94.81 U·L~(-1)),比对照提高3.85倍.其分子量小于1000 D,具有良好的热稳定性,煮沸30 min后高温酶活仍残留72.50%.粗酶液(7.5 U·L~(-1))与三苯甲烷类代表性染料孔雀石绿和结晶紫75℃反应5 min后,脱色率分别为76.3%、77.5%,反应35 min后脱色率分别达到96.3%、95.3%.     

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.     

Rapid decolorization of Acid Orange II aqueous solution by amorphous zero-valent iron

Some problems including low treatment capacity, agglomeration and clogging phenomena, and short working life, limit the application of pre-treatment methods involving zero-valent iron (ZVI). In this article, ZVI was frozen in an amorphous state through a melt-spinning technique, and the decolorization effect of amorphous ZVI on Acid Orange II solution was investigated under varied conditions of experimental variables such as reaction temperature, ribbon dosage, and initial pH. Batch experiments suggested that the decolorization rate was enhanced with the increase of reaction temperature and ribbon dosage, but decreased with increasing initial solution pH. Kinetic analyses indicated that the decolorization process followed a first order exponential kinetic model, and the surface-normalized decolorization rate could reach 2.09 L/(m². min) at room temperature, which was about ten times larger than any previously reported under similar conditions. Recycling experiments also proved that the ribbons could be reused at least four times without obvious decay of decolorization rate and efficiency. This study suggests a tremendous application potential for amorphous ZVI in remediation of groundwater or wastewater contaminated with azo dyes.     

2株苯胺降解的分离鉴定及其降解特性研究

从处理印染废水的活性污泥中分离得到2株苯胺降解菌,从菌落、细胞形态、生理生化及16S rRNA基因扩增测序等方面对2株菌进行了鉴定,并比较分析2株菌在好氧与缺氧条件下的苯胺降解、偶氮染料脱色及苯胺脱氨氧化酶基因tdnQ和黄素还原酶基因(fre)的携带情况.结果表明,2株菌属于Pseudomonas属和Shewanella属,分别命名为Pseudomonas sp.AN30和Shewanella sp.DN425.AN30菌株在振荡好氧条件下72h内对250mg/L苯胺的降解率为96.1%,DN425菌株的降解率为13.8%;在静置缺氧条件下AN30菌株的苯胺降解率为39.6%,DN425菌株的降解率仅为8.6%.DN425菌株在静置缺氧条件下4h内可将初始浓度为50 mg/L的偶氮染料酸性大红彻底脱色,而AN30菌株对酸性大红不具有脱色能力.以总DNA为模板,分别用tdnQ基因和fre基因特异性引物进行扩增,2株菌均能扩增出大小分别为380bp和630bp左右的目标条带,显示2菌株均携带有苯胺脱氨氧化酶基因和黄素还原酶基因.     

一株黑曲霉(Aspergillus niger sp.ZH-1)对活性红ST-2BF的脱色

通过富集培养，从空气中分离到一株脱色真菌，经初步鉴定为黑曲霉(Aspergillus niger)，定名为ZH-1并研究了该菌株ZH-1对活性红ST-2BF脱色的条件，结果表明，其对活性红ST-2BF的最佳脱色条件为：pH=6．0、温度30℃、在此条件下运行40h脱色率达99．1％；探讨了碳源、氮源和接种量对其脱色率的影响；并对染料降解前后的紫外-可见光光谱进行了分析对比．图5参6     

黄孢原毛平革菌对固体介质中染料的降解反应

用黄孢原毛平革菌(Phanerochaetechrysosporium)3品系在固体介质中建立染料的降解反应体系,分光光度法测定染料的脱色降解率。黄孢原毛平革菌在琼脂、沙子及土壤等固体介质中均能有效地降解偶氮染料、蒽醌染料及聚合染料;植物材料玉米芯和木屑可作为共代谢碳源被该菌利用;BKM F 1767菌种降解能力最强,对活性艳蓝KN R的进攻性优于对PolyR 478和比布列希猩红。     

光助Fenton反应降解水溶性染料曙红Y脱色研究

对水溶性染料曙红Y使用Fenton试剂结合光催化氧化降解褪色的过程进行了研究,对该反应的4种主要影响因素加以分析:染料浓度、Fenton试剂用量、光源、初始pH值。经过系列的研究分析得出了曙红Y降解的最佳降解条件,并对Fenton试剂光催化氧化反应机理进行了初步探讨。实验结果表明:太阳光照射能有效地促进曙红Y的降解褪色(脱色率大于95%),明显缩短褪色时间,节约氧化剂的用量。当Fe2+浓度在3.50×10-5~7.19×10-5mol/L之间以及H2O2的摩尔量为染料摩尔量的50~100倍时,太阳光光照能有效地促进0.10 g/L以下浓度的曙红Y的降解。     

活性红M-3BE脱色真菌的筛选及脱色性能研究

从自然环境中分离到2株对染料活性红M-3BE具有明显脱色效果的真菌,经形态学和26S rDNA序列分析,将其鉴定为Fusarium oxysporum和Geosmithia viridis.采用初始浓度50 mg/L M-3BE的液体培养基同步脱色培养,F.oxysporum在24 h内对M-3BE的脱色率为96%,G.viridis在36 h内的脱色率为82%.对脱色酶系的检测结果表明,脱色过程中F.oxysporum能产生LiP和MnP,G.viridis则仅产生LiP.此外,F.oxysporu和G.viridis对另外7种染料的脱色率也可分别达到16%～100%和83.3%～100%.