固定化工程菌对偶氮染料脱色及强化作用

利用聚亚胺酯大孔泡沫吸附固定基因工程菌Escherichia coli JM109 (pGEX-AZR),研究其对偶氮染料的脱色动力学及生物强化作用.实验表明,固定的E.coli JM109(pGEX-AZR) 对酸性大红GR的脱色动力学符合Andrews方程,动力学常数为μ_max,c、K_c、K_ic分别为49 .2 mg·(g·h)^-1、710 .43 mg·L^-1和681 .62　mg·L^-1,R²为0 .995.将固定的E.coli JM109(pGEX-AZR)按10%的比例投加到厌氧序批式活性污泥反应器中连续运行32 d,含有固定化工程菌的强化体系耐浓度冲击的能力和脱色率均高于对照体系,脱色率可以稳定在90%以上.利用RISA对其微生物群落结构进行分析,E.coli JM109(pGEX-AZR)及降解酸性大红GR的优势菌群可以在污泥体系中稳定存在.     

偶氮染料生产废水的处理工艺技术研究

偶氮染料废水具有高COD_Cr、高色度、有机物成分复杂等特点。根据清污分流的原则,确定处理工艺方案为:首先对高浓度偶氮染料工艺废水采用中和—电解—臭氧氧化进行预处理后,再与低浓度废水按比例混合混凝处理。经大量工艺实验确定全流程工艺条件为:废水pH中性、电解电压10V、电流密度0.018A/cm2、电解时间2h,O₃氧化时间为2h,混凝剂环保1#和3#浓度各为250mg/L。COD_Cr、色度的去除率分别可以达到99.6%,99.9%。可以达标排放。      

臭氧氧化四种偶氮染料废水的效果研究

以酸性大红、中性枣红、阳离子红、活性黑5四种模拟印染废水开展O3氧化偶氮染料的效果研究.实验中发现O3对染料具有非常好的脱色效果,30 min后除中性枣红外其他三种染料脱色率接近100％,但是单独O3的TOC去除率不高.光谱扫描表明,处理后染料的特征吸收峰很快消失,而紫外光区的吸收峰变化很小,推测O3氧化以直接氧化为主,打开了染料分子的发色基团,但并未将染料分子彻底氧化.还应加强O3氧化能力、彻底矿化去除污染物的研究.     

Heterogeneous Fenton degradation of azo dyes catalyzed by modified polyacrylonitrile fiber Fe complexes：QSPR (quantitative structure peorperty relationship) study

The amidoximated polyacrylonitrile (PAN) fiber Fe complexes were prepared and used as the heterogeneous Fenton catalysts for the degradation of 28 anionic water soluble azo dyes in water under visible irradiation. The multiple linear regression (MLR) method was employed to develop the quantitative structure property relationship (QSPR) model equations for the decoloration and mineralization of azo dyes. Moreover, the predictive ability of the QSPR model equations was assessed using Leave-one-out (LOO) and cross-validation (CV) methods. Additionally, the effect of Fe content of catalyst and the sodium chloride in water on QSPR model equations were also investigated. The results indicated that the heterogeneous photo-Fenton degradation of the azo dyes with different structures was conducted in the presence of the amidoximated PAN fiber Fe complex. The QSPR model equations for the dye decoloration and mineralization were successfully developed using MLR technique. MW/S (molecular weight divided by the number of sulphonate groups) and NN=N (the number of azo linkage) are considered as the most important determining factor for the dye degradation and mineralization, and there is a significant negative correlation betweenMW/S or NN=N and degradation percentage or total organic carbon (TOC) removal. Moreover, LOO and CV analysis suggested that the obtained QSPR model equations have the better prediction ability. The variation in Fe content of catalyst and the addition of sodium chloride did not alter the nature of the QSPR model equations.     

双频超声辐射协同H2O2降解偶氮染料废水的研究

采用双频超声协同H₂O₂降解酸性绿20染料废水,考察超声功率密度、染料初始浓度和pH、饱和气体及H₂O₂投加量等因素对酸性绿20降解效果的影响,结果表明,在给定实验条件下,双频降解效果优于单频超声波,且降解率随超声功率密度的增大而增大。酸性条件有利于酸性绿20的降解,当染料废水初始pH=4可取得最佳的降解效果;酸性绿20的降解效率随染料初始浓度的增大而降低,其优化初始浓度为40 mg/L。在反应体系中通入空气并投加H₂O₂,可取得最佳的降解效果。在优化实验条件下, 采用双频超声协同H₂O₂降解5 h,酸性绿20的色度和TOC去除率分别为94.6%和36.3%;分析降解前后的紫外可见光谱图可知,酸性绿20并非完全被降解为CO₂和H₂O,而是生成一些小分子有机中间体。     

高岭土负载纳米铁镍双金属去除水中偶氮染料直接耐晒黑G

采用液相还原法制备焙烧高岭土负载纳米铁镍双金属（CK-Fe/Ni）。考察了在不同条件下,如pH、投加量、初始浓度、温度等,对负载型纳米铁镍双金属降解水中偶氮染料直接耐晒黑G的影响及动力学研究。结果表明：在pH=9.49、温度为30℃、负载型纳米铁镍双金属的投加量为1.05 g/L、搅拌速度为60 r/min,经过20 min反应后,负载型纳米铁镍双金属降解水中偶氮染料直接耐晒黑G的去除率达到了99.98%。吸附和电镜表征结果表明,作为载体的焙烧高岭土起着吸附直接耐晒黑G和分散纳米铁镍双金属颗粒的作用导致反应活性提高。降解动力学数据表明,负载型纳米铁镍双金属对直接耐晒黑G的降解过程符合伪一级反应动力学规律,速率常数k随负载型纳米铁镍双金属的投加量的增加而提高,表观活化能为19.72 kJ/mol。最后,利用高岭土负载纳米铁镍双金属对废水处理,结果表明,负载型纳米铁镍双金属在实际废水中对直接耐晒黑G的去除率达到了99.98%。     

Ganoderma sp. SYBC L48漆酶酶学性质及其对酸性红1的脱色性能

对灵芝菌Ganoderma sp. SYBC L48漆酶进行了纯化和酶学性质分析,并利用该漆酶对偶氮染料酸性红1进行脱色处理;考察了脱色体系中各因素对脱色效率的影响;采用小麦种子和水稻种子对酶处理后的染料进行了毒性测试。结果表明,以ABTS为底物时,该酶的最适pH为2.5,最适温度为60 ℃,在pH 5~9和20~60 ℃具有良好的稳定性,Co2+、Cr3+和Fe3+离子对酶活性有较强的抑制作用。在染料浓度100 mg·L-1,酶浓度0.5 U·mL-1,介体HOBT浓度0.25 mmol·L-1,pH为4,50 ℃的条件下反应30 min后,该漆酶对酸性红1的脱色率可达90.3%;1 mmol·L-1的Cr3+、Cu2+、Al3+和Ni2+存在下,漆酶仍能催化酸性红1脱色;脱色后染料的植物毒性下降。上述结果表明该漆酶在纺织废水处理中具有一定的应用前景。     

11株白腐真菌对5种偶氮染料脱色效果比较及其脱色条件优化

通过11株白腐真菌对5种偶氮染料脱色效果比较的基础上,从中筛选出一株对偶氮染料酸性铬蓝K脱色效果较好的菌株云芝SG0027,并对其脱色条件进行优化。在单因素和Plackett-Burman实验的基础上,采用Box-Behnken设计方法,以酸性铬蓝K脱色率为响应值,对其降解条件进行优化。结果表明,云芝对偶氮染料酸性铬蓝K的最佳降解条件为:温度29.5 ℃,接菌量2片(直径为4 mm的菌片),葡萄糖20 g/L,马铃薯40 g/L,装液量30 mL/100 mL,摇床转速150 r/min,初始pH 5.5。优化后,云芝对酸性铬蓝K的脱色率可达95.94%。     

Fe/沸石对偶氮染料活性黑5的催化降解

为了对水中偶氮染料活性黑5的去除进行研究,通过沉淀法在沸石上负载Fe2O3制备出一种具有较高催化活性的催化剂,采用X-射线衍射仪（XRD）和扫描电镜（SEM）对其结构和形貌进行了表征,并利用Fe/沸石进行非均相Fenton反应处理模拟染料废水的研究,考察不同操作条件对活性黑5降解效果的影响。实验结果表明,活性黑5的脱色率随催化剂投加量的升高而升高,但是随着染料初始浓度的升高而降低。H2O2浓度和pH的升高均使得活性黑5的脱色率先升高而后降低。在最佳pH为3,最佳H2O2浓度为200 mg·L-1的条件下,活性黑5的脱色率达到最大,为95.7%。通过对催化剂Fe/沸石稳定性研究,发现经5次连续循环使用后,活性黑5脱色率仍然可保持在94%以上,说明该催化剂具有良好的循环使用性能。     

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。