Enhanced anaerobic fermentation with azo dye as electron acceptor： Simultaneous acceleration of organics decomposition and azo decolorization

Accumulation of hydrogen during anaerobic processes usually results in low decomposition of volatile organic acids（VFAs）. On the other hand, hydrogen is a good electron donor for dye reduction, which would help the acetogenic conversion in keeping low hydrogen concentration. The main objective of the study was to accelerate VFA composition through using azo dye as electron acceptor. The results indicated that the azo dye serving as an electron acceptor could avoid H2 accumulation and accelerate anaerobic digestion of VFAs. After adding the azo dye, propionate decreased from 2400.0 to 689.5 mg/L and acetate production increased from 180.0 to 519.5 mg/L. It meant that the conversion of propionate into acetate was enhanced. Fluorescence in situ hybridization analysis showed that the abundance of propionate-utilizing acetogens with the presence of azo dye was greater than that in a reference without azo dye. The experiments via using glucose as the substrate further demonstrated that the VFA decomposition and the chemical oxygen demand（COD） removal increased by 319.7 mg/L and 23.3% respectively after adding the azo dye. Therefore, adding moderate azo dye might be a way to recover anaerobic system from deterioration due to the accumulation of H2 or VFAs.     

基于感应热固定床的CWPO降解偶氮染料实验研究

感应热固定床(IHFB)作为新型热传递方式下非均相反应器,利用感应加热铁磁材料将热量传递至液相,形成固液界面高温微反应区,促进有机废水降解.实验以海绵铁为感应内核,采用浸渍焙烧法制备了C包覆表层负载NiO的感应热催化剂(mNiO/C),在传统催化湿式过氧化氢法(CWPO)中引入感应热代替传统加热,建立新的基于感应热固定床的CWPO工艺(iCWPO),使其在常温常压下实现对有机底物的高效降解.以直接紫D-BL模拟废水为目标污染物,考察了进水条件对iCWPO降解染料的影响,对感应热微观作用进行了分析,并用UV-Vis对降解产物进行了检测.结果表明,依赖于微界面高温的iCWPO降解效率明显高于常规加热的CWPO,彻底破坏了可见光区染料的显色基团NN键,对紫外光区苯环也具有一定的降解作用.     

Mg—Al水滑石对偶氮染料活性艳红X-3B的脱色性能研究

采用共沉淀法合成出一系列镁铝摩尔比不同的碳酸根型水滑石（LDHs）,经500℃高温煅烧制备出镁铝复合氧化物CLDH,并用X-射线、红外光谱对它们进行表征。考查了吸附剂投加量、反应时间、初始pH值等因素对LDHs和CLDH处理阴离子染料活性艳红X-3B模拟废水效果的影响,并对吸附机理进行探讨。实验结果表明：以镁铝摩尔比为3：1时制得的水滑石对活性艳红X-3B溶液的脱色效果最好。水滑石LDHs及其焙烧产物CLDH对活性艳红X-3B染料均具有较好的吸附性能,最佳反应时间分别为60min和30min;在较宽的pH范围内二者的脱色性能稳定,且CLDH对该染料的吸附效果要优于LDHs。LDHs及CLDH对活性艳红X-3B的吸附结果符合Langmuir吸附等温式,25℃下饱和吸附量分别为263．77mg／g和875．23mg／g。LDHs及CLDH的吸附机理分别为离子交换和层状结构重建。饱和吸附后的CLDH用高温热解法再生,吸附性能良好,随再生次数增多,脱色率下降。     

超声波协同纳米铁对偶氮染料橙黄G的脱色研究

采用液相还原法合成出纳米零价铁颗粒,并将其应用于水体中偶氮染料橙黄G的脱色。以橙黄G的脱色率为指标,研究了在超声波协同作用下纳米铁还原脱色偶氮染料橙黄G的过程,并对反应机理进行了初步探讨。结果表明：在无氧环境、室温和中性条件下纳米铁在0.5 h内对橙黄G的脱色率可达99%以上。脱色率随纳米铁用量的增加、pH的降低和反应温度的升高而增大。紫外可见光谱显示,在脱色反应过程中,染料分子中的共轭体系遭到一定程度的破坏。     

石英负载TiO2光催化材料的制备及降解性能研究

选用石英作为载体,采用溶胶-凝胶法负载TiO2制备石英负载TiO2光催化材料.光电子能谱分析结果表明：石英表面成功负载了TiO2.石英负载TiO2光催化材料对偶氮染料废水处理4h后,脱色率达到了96.28%.     

常见的化学性和物理性致癌因素

1．常见的致癌物有：无机物中的砷、石棉，铬、镍；化合物中多环芳烃化合物(3—4苯并芘和苯井蒽、甲基胆葸即奶油黄、苯等)，偶氮染料(β-萘胺)。亚硝胺类及其前体物质亚硝胺类化台物是很强的致癌物。     

活性污泥处理偶氮染料废水过程中胞外聚合物特性研究

采用序批式反应器(SBR)考察了偶氮染料浓度对活性污泥的污染物去除性能及胞外聚合物(Extracellular polymeric substances,EPS)的影响.结果表明,COD、染料及营养物的去除率均随着进水染料浓度的增加而下降,但进水染料浓度对EPS的影响却呈现不同的趋势.当进水染料浓度为5 ～40 mg·L-1时,EPS含量随着染料浓度的增加而增加;当进水染料浓度超过40 mg·L-1时,EPS含量却随着染料浓度的增加而减少.染料的加入导致活性污泥EPS中蛋白质的含量增加,且其变化趋势与EPS变化一致;EPS中腐殖酸的浓度低于蛋白质浓度;而EPS中多糖的浓度最低,为8 mg·g-1.三维荧光光谱结果显示,不同染料浓度下EPS荧光吸收峰数量及位置相同,分别为类蛋白峰(λEx/λEm=240 nm/375 ～394 nm)和类富里酸类峰(λEx/λEm =270 nm/410～416 nm),但两个吸收峰的荧光强度不同.     

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.     

Trametes sp.LS-10C产漆酶发酵培养基优化及其漆酶对偶氮染料的脱色性能

为了提高菌株Trametes sp.LS-10C的漆酶产量并初步研究该酶对偶氮染料的脱色性能,本文通过单因素实验及均匀设计对菌株Trametes sp.LS-10C产漆酶培养基进行了优化,获得最优培养基配方为:葡萄糖14.4 g·L~(-1)、豆渣10.1 g·L~(-1)、麸皮100 g·L~(-1)、NH_4Cl_3g·L~(-1)、KH2PO41.4g·L~(-1)、CuSO_4’5H2O 1 g·L~(-1)、NaCl 1 g·L~(-1)、MgSO_40.8 g·L~(-1)、CaCl_20.5 g·L~(-1).菌株发酵至8 d时漆酶产量为595.15 U·m L~(-1),约是优化前的35.66倍.进一步研究表明,该漆酶-介体系统对酸性红GR、酸性蓝40和酸性铬蓝K等3种偶氮染料脱色10 h后脱色率分别高达96.86%、91.28%和86.31%.相比公开发表的文献,本研究所报道的Trametes sp.LS-10C利用优化培养基发酵产漆酶达到了较高水平,具有酶活力高和发酵时间短等特征,且该漆酶在处理偶氮染料废水脱色领域中具有进一步研发和应用价值.     

偶氮染料生物降解机理的研究

运用紫外光谱、液相色谱与质谱研究了偶氮染料的降解过程.通过紫外光谱分析,以酸性红B为底物测定了偶氮还原酶的酶活.以甲基红为底物,分析了偶氮染料的降解机理.提出并验证了在偶氮染料还原过程中,存在一个加氢的中间体.