厭氧顆粒污泥對(duì)活性黑KN-B染料的生物降解脫色研究.pdf

1、論文研究了以葡萄糖為共基質(zhì)條件下常溫升流式厭氧污泥床(UASB)反應(yīng)器中活性黑KN-B染料的脫色效果；并進(jìn)行了生物吸附及降解的靜態(tài)批式試驗(yàn)，探討了染料脫色的機(jī)理。通過考察厭氧條件下活性黑KN-B的生物降解過程，初步分析了活性黑KN-B染料的降解動(dòng)力學(xué)；又考察了碳源濃度、染料濃度、pH值、溫度、鹽度對(duì)活性黑KN-B染料厭氧生物降解脫色的影響；采用紫外-可見光譜、紅外光譜對(duì)染料的降解途徑進(jìn)行分析，初步得出了染料的降解途徑和降解產(chǎn)物。

2、　　 首先研究了以葡萄糖為共基質(zhì)及在不同硫酸鹽濃度條件下，常溫UASB反應(yīng)器中活性黑KN-B的脫色效果，結(jié)果表明：當(dāng)HRT=24h，進(jìn)水CODCr濃度為800～1300mg/L，染料濃度10～40mg/L時(shí)，CODCr去除率、染料的脫色率分別在54.2％、72％以上，此時(shí)反應(yīng)器出水揮發(fā)酸(VFA)在200mg乙酸/L以下，出水堿度在508～668mgCaCO3/L之間。適量的硫酸鹽(＜500mg/L)對(duì)反應(yīng)器的CODCr去除率、染料的

3、脫色率影響不大；但高濃度的硫酸鹽(＞800mg/L)會(huì)導(dǎo)致CODCr去除率、染料的脫色率逐漸下降。當(dāng)硫酸鹽濃度為1500mg/L時(shí)，CODCr去除率、染料脫色率僅為38.3％、65.8％，出水VFA的濃度接近400乙酸mg/L，堿度降至200mgCaCO3/L以下，反應(yīng)器有酸化的危險(xiǎn)。反應(yīng)器中厭氧顆粒污泥粒徑大小為0.5～5mm，其微生物以絲狀菌為主，另有少量球狀菌和竹節(jié)狀桿菌。
　　 然后通過生物吸附及降解的靜態(tài)批式試驗(yàn)，分析

4、了染料生物降解脫色的機(jī)理。由吸附試驗(yàn)得出，厭氧顆粒污泥對(duì)活性黑KN-B的吸附均符合Freundlich模型和Langmuir模型，但吸附量較小。對(duì)活性黑KN-B的吸附機(jī)理研究發(fā)現(xiàn)，污泥菌體中的負(fù)電性會(huì)對(duì)在溶液中以陰離子形式存在的活性黑KN-B染料產(chǎn)生一定的排斥作用，因而導(dǎo)致厭氧顆粒污泥對(duì)其吸附能力低；通過吸附試驗(yàn)，24h后染料的吸附率僅為14.3％，并且600nm處染料的最大吸收波長(zhǎng)并沒有發(fā)生改變；而通過降解試驗(yàn)，24h后染料的脫色率為

5、80.1％，且600nm處的吸收峰幾乎消失，說明厭氧顆粒污泥對(duì)活性黑KN-B染料的脫色作用主要是生物降解，而不是吸附作用。
　　 在厭氧生物降解靜態(tài)試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，又考察了活性黑KN-B染料的生物降解過程，初步探討了活性黑KN-B染料的降解動(dòng)力學(xué)。結(jié)果表明：厭氧顆粒污泥可以單獨(dú)降解活性黑KN-B(以活性黑為單一碳源時(shí)，活性黑KN-B的24h脫色率為43.1％)，也可以在以葡萄糖為共基質(zhì)條件下降解活性黑KN-B；以活性黑KN-B為單

6、一碳源時(shí)其降解過程符合一級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方程，而以葡萄糖為共基質(zhì)時(shí)其降解過程符合二級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方程。
　　 進(jìn)一步通過厭氧生物降解靜態(tài)試驗(yàn)，本文還考察了碳源濃度、染料濃度、pH值、溫度、鹽度對(duì)活性黑KN-B染料厭氧生物降解脫色的影響。通過正交試驗(yàn)，得出了厭氧顆粒污泥對(duì)活性黑KN-B染料廢水的最佳脫色條件為：染料濃度為50mg/L、溫度為50℃、pH值為8、含鹽量為500mg/L，此時(shí)染料的脫色率可達(dá)87.5％。
　　 最后，