微生物電解強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)，廣泛應用于造紙、紡織、食品、印染等行業(yè)。隨著工業(yè)化進程的加快，每年有相當多的染料排放到環(huán)境之中。染料廢水的特點是COD、色度高、成分復雜，并且中間產(chǎn)物通常為有毒、有害物質(zhì)，是公認的難治理有機廢水，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，分子結構中的偶氮鍵是發(fā)色基團，偶氮鍵斷裂是導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、化學和生物及其聯(lián)合工藝對水中染料進行處

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、反應時間長等。因此，本研究的目標是選擇一種合理的方法，加速茜素黃偶氮鍵的斷裂，從而強化茜素黃的脫色。本研究基于微生物電解原理，選用雙室微生物電解反應器強化茜素黃在陰極脫色。該雙室反應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，研究生物陰極的構建和微生物電解裝置的啟動策略。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。結果表明，經(jīng)搖瓶培養(yǎng)馴化的菌接種反應器啟動較快，接種6h后，陽極電位穩(wěn)定在約-450mV，同時陰極電位穩(wěn)定在-1100mV。未經(jīng)搖瓶培養(yǎng)馴化的菌接種到反應器190h后，陰陽兩極電位分別達到-420mV和-1000mV。說明，接種搖瓶培養(yǎng)馴化的微生物，能夠縮短反應器的啟動時間，同時有效降低反應器的內(nèi)阻。
　　其次，研究了微生物電解對茜素黃的脫色效果。結果表明，外加電壓0.7V，進水茜素黃濃度

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