活性艳红X-3B染料废水处理方法研究

本文在处理活性染料艳红X-3B的废水时．通过工艺分析，充分掌握母液组份的特点．选择特定的药剂对盐析母液直接处理，再结合其它物化处理方法对综合污水进行处理，探索废水治理的新途径。     

泡沫铜气体扩散电极处理活性艳红废水

采用铜基泡沫材料作为阴极,并根据泡沫材料电阻小、强度高、孔隙多的特点设计气体扩散电极,开发了一套基于铜基泡沫材料的气体扩散电解废水处理方法.实验结果表明,该方法在电解电压仅为1.65 V时,120 min内原位生成14.29 mg·L-1的H2O2.采用该系统对活性艳红废水进行降解,结果表明其在电解电压为2 V时即可快速高效地降解活性艳红X-3B模拟染料废水,120 min内模拟废水色度去除率达96.19%,色度被快速消除.UV-Vis与LC-TOF MS检测结果表明,降解过程中,萘环、三嗪结构及较稳定的苯环均被同步快速降解.该方法所需降解电压较低,只有2 V,而普通电解方法通常需8—25 V,能耗显著下降.这种低电压气体扩散电极电解不仅极大地抑制了水的无效电解,由于产生了·OH,还能维持相对高的有效氧化还原电位,高效降解污染物,是一种高效低耗的电化学水处理方法.     

用水解酸化池-膜生物反应器处理活性艳红X-3B废水

采用水解酸化池-膜生物反应器处理含活性艳红X-3B的模拟废水,研究了水力停留时间（HRT）对水解酸化池废水处理效果的影响,考察了水解酸化池-膜生物反应器对废水的处理效果及膜生物反应器中污泥沉降性能对膜污染的影响。实验结果表明：水解酸化池HRT为16h时,废水的可生化性最好,挥发性脂肪酸质量浓度与COD比值为0．5;HRT为17h时,废水脱色率达69％,而COD的去除率受HRT影响较小;膜生物反应器主要起去除废水中COD的作用;水解酸化池-膜生物反应器处理后废水的脱色率和COD去除率分别为83％和97％;膜生物反应器中活性污泥沉降性能的变化直接影响膜污染的速率。     

微波无极紫外光催化-内电解协同降解活性艳红X-3B

采用微波无极紫外光源,以活性炭作为光催化剂TiO2的载体,与外加铁屑构成内电解反应,处理活性艳红X-3B模拟废水.实验结果表明,微波无极紫外光催化-内电解法对活性艳红X-3B的降解速率是微波无极紫外光催化和微波-内电解法单独作用时降解速率之和的2倍.在活性艳红X-3B模拟废水初始pH为7、空气曝气量为0.50 L/min、铁屑加入量为5 g/L、反应温度为40～45℃的最佳条件下,微波无极紫外光催化-内电解法的活性艳红X-3B模拟废水色度去除率达100%,TOC和可吸附有机卤化物的去除率分别为69.5%和81.8%.     

预处理青霉菌（Penicilium sp.）吸附活性艳红的研究

为研究生物吸附剂青霉菌(Penicilium sp.)对染料活性艳红X-3B的吸附性能,考察了菌体预处理方法、溶液初始pH值、盐度等因素对生物吸附的影响,并对吸附机理进行了探讨.结果表明,在选取的预处理方法中,酸处理的菌体吸附效果要优于碱和盐处理.在染料质量浓度为50 mg/L时,经硝酸处理的菌体吸附效果最好,比原菌体的吸附效果提高了40%以上.试验发现改变硝酸的浓度对菌体吸附效果影响不大.硝酸处理菌体的时间越长,达到吸附平衡所需的时间越短.低浓度的NaCl有利于菌体对染料的吸附.体系中50 mg/L的Pb2 或Zn2 对吸附活性艳红有一定的促进作用.对硝酸处理菌体过程中的金属离子和pH值分析表明,菌体吸附了大量的H ,同时有K 和Mg2 释放.对菌体进行红外光谱分析表明,预处理的菌体在酰胺Ⅰ、酰胺Ⅱ和酰胺Ⅲ吸附峰处明显比原菌体增强,表明菌体主要吸附位点可能是氨基,在酸性条件下对染料以静电吸附为主.     

非活体生物质对水中活性艳红X-3B的吸附研究

研究了4种非活体生物质(米酒糟、花生壳、柚子皮、稻草秸秆)对模拟废水中活性艳红X-3B的吸附条件及吸附机理。结果表明,活性艳红X-3B初始浓度为100 mg/L、pH为1.0~2.0、吸附剂浓度为10 mg/L时,4种吸附剂对活性艳红X-3B的吸附率可达到80%。吸附在60 min左右达平衡后最大吸附量的顺序为:米酒糟(58.8 mg/g)花生壳(28.0mg/g)柚子皮(23.6 mg/g)稻草秸秆(19.5 mg/g)。在达最大吸附率时,米酒糟的用量可减少一半、pH范围可宽为1.0~6.0,且吸附量是另三者的2倍以上。综合比较,米酒糟具有较强的吸附废水中活性艳红X-3B的能力,可作为废水中活性染料的吸附剂使用。而花生壳、柚子皮和稻草秸秆的吸附能力相对较弱,不是理想的吸附材料。数学模型模拟表明,米酒糟和柚子皮的吸附过程更符合Freundlich方程,而花生壳和稻草秸秆更符合Langmuir方程;动力学研究表明4种吸附剂的吸附拟合更符合拟二级动力学方程。     

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.     

无极紫外光降解染料活性艳红X-3B的研究

实验将一种新型光源--无极紫外灯,应用于染料废水的降解,考察了反应过程中,染料脱色率、TOC去除率、pH值以及反应前后高效液相色谱图谱的变化情况.实验表明,染料活性艳红X-3B经过无极紫外光处理110 min后,脱色率达96%,TOC去除率达66%,而pH值则是先降低后缓慢升高.     

生物阴极型微生物燃料电池同步降解偶氮染料与产电性能研究

构建了生物阴极型微生物燃料电池(BCMFC),研究了以葡萄糖-偶氮染料(活性艳红X-3B)为共基质条件下,BCMFC产电性能及偶氮染料的降解特性.结果表明,电能的产生源于BCMFC对葡萄糖的降解,共代谢下活性艳红X-3B的(ABRX3B)的生物降解是主要的脱色机理.当葡萄糖初始浓度为500mg·L-1(以COD计),ABRX3B浓度低于300 mg·L-1时,功率密度维持50.7 mW·m-2,最终脱色率在94.4%以上,而ABRX3B浓度的进一步提高对BCMFC产电会产生抑制作用.阳极液的COD去除率和UV-Vis光谱表明,ABRX3B的降解过程中,有中间产物的积累.共基质条件下,BCMFC可成功实现同步电能输出和高效脱色.     

介体厌氧催化活性艳红K-2BP脱色及构效特性研究

研究了筛选出的4种结构相似的醌类氧化还原介体对活性艳红K-2BP厌氧脱色的促进作用,并分析了介体促进效果与其化学结构活性相关性. 在35℃中温厌氧条件下,采用间歇批量实验法,测定不同体系中介体催化活性艳红K-2BP脱色效果.结果表明,①结构相似的醌类氧化还原介体蒽醌(AQ)、1,5-二氯蒽醌(1,5-AQ)、1,8-二氯蒽醌(1,8-AQ)和1,4,5,8-四氯蒽醌(1,4,5,8-AQ),均促进活性艳红K-2BP脱色,反应速率提高了1.4～3倍;②当醌类介体投加浓度为4 mmol·L^-1,活性艳红K-2BP染料浓度为300 mg·L^-1时,促进作用由大到小的顺序为:1,8-AQ>1,5-AQ>AQ>1,4,5,8-AQ;③ 当活性艳红K-2BP染料浓度为300 mg·L^-1时,1,8-AQ促进效果最佳且脱色速率常数随1,8-AQ浓度的增加而增加呈线性关系;④介体促进效果与介体取代基团数量、位置和电子共轭效应相关.本研究初步建立了氧化还原介体定性/定量构-效关系数学模型,探究和完善非水溶性氧化还原介体催化强化理论体系.