微生物電解強(qiáng)化水中偶氮染料脫色及影響因素研究.pdf

1、染料是人類生產(chǎn)和生活中必不可少的物質(zhì)，廣泛應(yīng)用于造紙、紡織、食品、印染等行業(yè)。隨著工業(yè)化進(jìn)程的加快，每年有相當(dāng)多的染料排放到環(huán)境之中。染料廢水的特點(diǎn)是COD、色度高、成分復(fù)雜，并且中間產(chǎn)物通常為有毒、有害物質(zhì)，是公認(rèn)的難治理有機(jī)廢水，其中偶氮類染料占絕大部分。茜素黃是一種具有代表性的單偶氮染料，分子結(jié)構(gòu)中的偶氮鍵是發(fā)色基團(tuán)，偶氮鍵斷裂是導(dǎo)致偶氮染料脫色的直接原因。目前，在水處理工藝中，通常采用物理、化學(xué)和生物及其聯(lián)合工藝對(duì)水中染料進(jìn)行處

2、理。但是依然存在很多問題，例如：吸附劑較難回收再利用、氧化劑難于選擇、產(chǎn)泥量大、反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)等。因此，本研究的目標(biāo)是選擇一種合理的方法，加速茜素黃偶氮鍵的斷裂，從而強(qiáng)化茜素黃的脫色。本研究基于微生物電解原理，選用雙室微生物電解反應(yīng)器強(qiáng)化茜素黃在陰極脫色。該雙室反應(yīng)器采用碳布作為陰極、碳刷作為陽極，陰陽兩極微生物分別以NaHCO3、CH3COONA作為碳源。
　　首先，研究生物陰極的構(gòu)建和微生物電解裝置的啟動(dòng)策略。采用兩種途徑馴化接種

3、陰極嗜電微生物，優(yōu)化微生物電解裝置的啟動(dòng)。結(jié)果表明，經(jīng)搖瓶培養(yǎng)馴化的菌接種反應(yīng)器啟動(dòng)較快，接種6h后，陽極電位穩(wěn)定在約-450mV，同時(shí)陰極電位穩(wěn)定在-1100mV。未經(jīng)搖瓶培養(yǎng)馴化的菌接種到反應(yīng)器190h后，陰陽兩極電位分別達(dá)到-420mV和-1000mV。說明，接種搖瓶培養(yǎng)馴化的微生物，能夠縮短反應(yīng)器的啟動(dòng)時(shí)間，同時(shí)有效降低反應(yīng)器的內(nèi)阻。
　　其次，研究了微生物電解對(duì)茜素黃的脫色效果。結(jié)果表明，外加電壓0.7V，進(jìn)水茜素黃濃度

4、100mg/L，微生物電解裝置運(yùn)行48h，茜素黃脫色率達(dá)到97％以上，而作為非生物陰極反應(yīng)器運(yùn)行60h，茜素黃脫色率達(dá)到90%以上。同時(shí)，微生物電解裝置庫倫效率高于非生物陰極反應(yīng)器，說明微生物電解裝置對(duì)電子的利用能力強(qiáng)。生物電解耦合生物與電化學(xué)作用，強(qiáng)化了茜素黃的脫色。并且茜素黃在微生物電解裝置中還原產(chǎn)物為對(duì)硝基苯胺、對(duì)苯二胺和5-氨基水楊酸。
　　最后，本課題對(duì)影響微生物電解對(duì)茜素黃脫色效果的因素進(jìn)行研究，結(jié)果表明，外加電壓為0