微生物產(chǎn)電強(qiáng)化ABR反應(yīng)器對(duì)偶氮染料廢水的脫色脫毒.pdf

1、偶氮染料是指分子結(jié)構(gòu)中含有-N=N-雙鍵的化合物，由于其分子結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，而且脫色產(chǎn)物往往為毒性更高的芳香胺類污染物，含偶氮染料的廢水已成為當(dāng)前廢水處理的重點(diǎn)和難點(diǎn)之一。厭氧折流板反應(yīng)器(ABR)改善了傳統(tǒng)厭氧反應(yīng)器的水力條件、啟動(dòng)速度、微生物截留和分化能力而被廣泛應(yīng)用于廢水處理。然而，偶氮染料廢水經(jīng)過ABR處理后其COD和色度仍然較高，且生物毒性增強(qiáng)。大量研究表明，微生物產(chǎn)電呼吸可以強(qiáng)化污染物的降解轉(zhuǎn)化。厭氧活性污泥中存在著大量可以利用電

2、極作為電子受體呼吸產(chǎn)電、耦合有機(jī)污染物降解轉(zhuǎn)化的微生物。由此推測(cè)，當(dāng)向ABR中加入電極作為微生物厭氧呼吸的電子受體，實(shí)現(xiàn)微生物產(chǎn)電，可能會(huì)提高反應(yīng)體系中提高功能微生物的豐度和活性從而促進(jìn)偶氮染料的脫色和脫毒。
　　為了驗(yàn)證這一假說，我們?cè)谝唤M總?cè)莘e為3.6L、三格室的ABR的每一格室中各加入一套MFC電極，構(gòu)建ABR-MFC耦合反應(yīng)器。反應(yīng)器在常溫下連續(xù)運(yùn)行，運(yùn)行周期為96d，AO7濃度以200、400、800mg/L的濃度梯度逐

3、級(jí)提升，HRT為2d。以酸性橙7(AO7)為實(shí)驗(yàn)染料，跟蹤監(jiān)測(cè)了ABR和ABR-MFC中偶氮染料的脫色、降解及其產(chǎn)物的生態(tài)毒性。結(jié)合微生物群落結(jié)構(gòu)和功能活性變化特點(diǎn)，研究微生物產(chǎn)電對(duì)ABR中偶氮染料降解的影響，獲得以下主要結(jié)果:
　　微生物產(chǎn)電呼吸顯著提高了ABR對(duì)AO7的脫色、降解和脫毒作用。在進(jìn)水濃度為400 mg/L時(shí)，廢水中色度和可溶性COD的去除率在ABR-MFC中分別達(dá)到96.3％±1.7％和72.8％±2.5％，而在

4、不產(chǎn)電的ABR反應(yīng)器中的去除率則分別為90.7％±1.4％、66.9％±2.4％?；趯?duì)大型溞的毒性效應(yīng)顯示，ABR-MFC能顯著降低染料廢水的毒性。同時(shí)，在一定的AO7進(jìn)水濃度下，微生物產(chǎn)電時(shí)反應(yīng)器中的單位生物量略低于對(duì)照組，但反應(yīng)器的脫氫酶活略高于對(duì)照組，有一定的促進(jìn)作用。
　　微生物產(chǎn)電過程顯著改變了ABR中土著微生物的群落結(jié)構(gòu)，且在產(chǎn)電條件下三個(gè)格室中的微生物群落結(jié)構(gòu)最終趨向于一致。其中，ABR-MFC三格室中豐度較大的微

5、生物均以假單胞菌屬（Pseudomonas sp.）、芽孢乳桿菌屬（Sporolactobacillus sp.）和梭菌屬（Clostridium sensustricto sp.）為主;而不產(chǎn)電的ABR第一格室中的優(yōu)勢(shì)菌群還包括甲烷桿菌屬（Methanobacterium sp.），第三格室則存在弓形菌屬（Arcobacter sp.）。
　　綜上所述，本研究通過創(chuàng)新性地向處理偶氮染料廢水的ABR中加入電極構(gòu)建耦合反應(yīng)器，結(jié)合環(huán)