好氧颗粒污泥对活性黑5染料的降解

为探究活性黑5染料在好氧颗粒污泥系统中的去除效果和降解机理,在等工作体积的序批式反应器(sequencing batch reactor,SBR)中,采用厌氧好氧交替环境培养好氧颗粒污泥处理模拟偶氮染料废水,测定SBR系统对COD、NH_(4)^(+)-N、PO_(4)^(3-)-P的去除效率及对活性黑5的去除负荷,并通过16S rRNA基因高通量测序分析偶氮染料的去除机理。结果表明:SBR系统对污染物去除效果良好,培养末期对COD、NH_(4)^(+)-N、PO_(4)^(3-)-P的去除率分别可达90%、95%、95%以上,对活性黑5的去除负荷稳定在约0.005 kg·(kg·d)^(-1)。活性黑5的偶氮键断裂主要发生在厌氧阶段,产生的含苯环和萘环的中间产物主要在好氧阶段通过氧化去除。16S rRNA基因高通量测序结果显示,偶氮染料提高了SBR系统硝化菌门以及具有反硝化或降解芳香类物质功能的Paracoccus、Azoarcus和Thauera属的丰度。

肠杆菌对偶氮染料活性黑5的脱色研究

从实验室处理印染废水的改良厌氧-缺氧-好氧系统的活性污泥中分离出对偶氮染料具有脱色活性的菌体,研究了不同pH值、脱色温度、接菌量以及装液量等条件对菌株降解活性黑5的影响,并设计正交实验,获得其降解模拟偶氮染料废水的最佳反应条件。研究结果表明,菌株Enterobacter sp.G1在30℃、pH为6、装液量为100 mL及接菌量为8%(体积分数)的条件下,反应25 h后对浓度为50 mg/L的活性黑5模拟废水的脱色率大90.48%。

非均相Fe/Al_2O_3催化H_2O_2降解偶氮染料活性黑5

以活性氧化铝为载体，制备了Fe/Al2 O3负载型催化剂，用于催化H2 O2分解产生羟基自由基氧化降解偶氮染料活性黑5。探讨了PH、H2 O2投加量、催化剂投加量等对染料脱色率的影响。结果表明，活性黑5的脱色率随催化剂投加量的增加而升高；随H2 O2投加量的增加而降低；Fe/Al2 O3/H2 O2体系下，活性黑5在PH为2~9之间均有一定的脱色效果，活性黑5的脱色率随初始PH的增加而先增加后减少，其中在初始PH为3时，脱色效果最佳。

活性氧化铝吸附去除偶氮染料活性黑5的研究

为了解活性氧化铝吸附去除水溶液中偶氮染料的性能,考察了初始染料浓度、吸附剂投加量和pH对吸附作用的影响,分析了活性氧化铝对水中偶氮染料活性黑5的等温吸附特征。结果表明,在初始染料的浓度越高、吸附时间越长,活性氧化铝对活性黑5的吸附量越大,吸附量随吸附剂投加量和pH的增加而降低。相对Freundlich方程式,用Langmuir吸附等温线来描述活性氧化铝对活性黑5的吸附性能更为准确。

Ce(Ⅳ)介体电化学氧化技术处理活性黑5染料废水

活性黑5(RB5)染料废水的排放对环境安全和生物生命健康构成严重威胁。采用新型高效电‒Ce(Ⅳ)介体电化学氧化技术处理RB5染料废水,探讨了不同体系的处理效果,并利用单因素实验研究了铈离子浓度、电解质浓度、初始pH、电流等对降解效果的影响,以及电‒Ce(Ⅳ)体系降解RB5的机理。实验结果表明,直接电化学氧化和单独的Ce(Ⅳ)之间存在明显的协同作用,二者的结合可显著增强对RB5的去除效果,RB5去除率高达91.6%。染料废水背景离子HCO_(3)^(-)、PO_(4)^(3-)和HA对电‒Ce(Ⅳ)体系有抑制作用,而Cl-则有促进作用。电‒Ce(Ⅳ)体系去除RB5的动力为直接电催化、Ce(Ⅳ)氧化和羟基自由基氧化,其中直接电催化和Ce(Ⅳ)氧化起主要作用,Ce(Ⅳ)是最主要的活性降解物质。

活性黑5染料生物脱色产物的电化学氧化探究

印染行业使用的染料多为化学合成染料,其中以偶氮发色团为基础的合成染料约占80%。作为具有代表性的偶氮活性染料之一,活性黑5(RB5)常用于棉花、其他纤维素纤维、羊毛和尼龙的染色。偶氮染料废水中含有大量难降解的有机物。除脱色外,对废水中的染料与中间产物进行降解矿化、降低毒性,也是偶氮染料废水的处理目标。针对RB5经微生物脱色后的产物难以生化降解的特点,对生物膜反应器出水毒性进行监测,结果表明RB5废水经微生物脱色后仍有残留毒性。采用钛基金属氧化物涂层为阳极材料的电化学装置对含RB5脱色产物的废水进行处理,在电解质氯化钠浓度为0.05 mol/L、初始pH为7、电流密度为60 mA/cm^(2)、电解时间为4 h的条件下,出水的COD去除率可达到90.23%,出水水质达到排放标准要求。

高效混合菌群FF的筛选及其对活性黑5的脱色作用

利用梯度浓度压力驯化法,从运行良好的印染废水生物处理系统(A+OSA剩余污泥减量系统)二号厌氧反应器活性污泥中,筛选驯化出对活性黑5具有良好脱色性能的混合菌群FF,针对其染料脱色性能进行了一系列研究.结果表明:混合菌群FF在活性黑5初始质量浓度为200mg/L的脱色培养基中,在35℃、pH值为8.0的条件下,静置培养12h,测定其平均脱色率为84.6%,24h后其最高脱色率可达91.4%;混合菌群FF具有一定的耐盐能力,在NaCl质量分数为4%时,24h后脱色率仍保持在91.0%;同时混合菌群FF对活性蓝19、活性艳橙X-GN、活性红239等多种小分子活性染料具有较好脱色性能,静置培养24h时,脱色率都达到了90.0%以上,说明混合菌群FF对偶氮类活性染料脱色具有一定的普适性.利用液相色谱-质谱联用仪(LC-MS)测定混合菌群作用过程中活性黑5的脱色降解中间产物,初步推测了其脱色降解机理.同时利用纯培养16SrDNA鉴定技术对混合菌群FF的群落结构进行解析,发现混合菌群FF中的功能优势菌群主要为变形菌纲(Gamma-proteobacteria)的克雷伯氏菌属(Klebsiella)细菌和变形杆菌属(Proteus)细菌.

活性黑5的生物脱色、复色现象及机理

印染废水问题形势依然严峻,目前常用生物法来治理,筛选高效降解染料的微生物是生物法处理印染废水的关键。本文利用梯度浓度压力驯化法,从印染废水水解酸化反应器中筛选出对染料活性黑5具有良好脱色性能的混合菌群DDMY1。利用该菌群在兼氧条件下对活性黑5进行脱色研究,首先采用拍照方式记录其反复脱色、复色的直观效果,其次运用紫外-可见光分光光度计检测其不同时间、不同状态下脱色液吸光值情况,最后运用气相色谱质谱联用仪和傅里叶变换红外光谱仪等检测方法分析脱色、复色过程中产物情况。结果表明,混合菌群DDMY1对活性黑5的脱色性能显著,24h脱色率能达到97.4%。同时,发现活性黑5的兼氧生物脱色反应可有效反复脱色、复色达17次之多,根据分析测试的结果,初步推测该现象可能是由活性黑5降解产物中的苯胺类物质或萘醌类物质造成的。

C.I.活性黑5低温水解性能分析

为研究并有效控制活性染料在冷轧堆染色中的水解,应用高效液相色谱（HPLC）对双乙烯砜型活性染料C.I.活性黑5在低温下的水解性能进行定性及定量分析。结果表明：在碱性缓冲液中,C.I.活性黑5的消除反应及水解反应为假一级反应,其消除反应速率及水解反应速率均随着缓冲液pH值的增加而显著提高;在30℃、pH值为9时,C.I.活性黑5的水解反应速率常数为3.5×10^-5min^-1;相同温度下,在pH值为10、11、12时该染料的水解反应速率常数分别是pH值为9时的3、27、233倍,因此,C.I.活性黑5在冷轧堆染色时,在pH值为9－10的缓冲液中水解稳定性较好。

液质联用法研究活性黑5的水解产物

采用高效液相色谱 质谱联用技术研究活性染料黑 5及其水解产物的方法 ,考察了梯度洗脱对色谱分离及 pH对其水解产物的影响 ;质谱辅助定性了其水解产物。结果表明 :pH对活性黑 5的水解过程影响非常显著 ;除了常规的水解产物 ,还检测到未知水解产物 ,推测可能在水解过程中还有其它的反应存在。活性染料黑 5水解后的毒性升高 ,从染料及其水解产物的分子结构式来分析 。

多羟基亚铁络合物还原转化活性黑5的实验

通过调控反应条件,制备了高活性的亚铁羟基络合物(FHC),以活性黑5(RB5)为目标污染物研究了FHC还原转化偶氮染料的反应性能.探讨了FHC对RB5还原脱色的影响因素,包括亚铁结构形态、FHC的投加量、初始pH值、溶解氧等,结果表明结构态亚铁具有很强还原反应活性,亚铁投加量89.6mg.L-1,染料初始质量浓度为100mg.L-1,反应10min后RB5去除率达80%以上.pH对亚铁的还原性能产生重要影响,最适宜的pH值范围为8～10.实验证明,FHC的还原作用是导致染料脱色的最主要机理,并非是传统的混凝沉淀作用,染料结构中的显色基团偶氮键还原转化为胺基,苯胺类化合物是主要还原产物,该研究对于亚铁促进染料脱色,提高废水生化性能提供了新的机理解释,为该技术工艺的发展提供了理论基础.

活性黑5厌氧生物脱色的自催化作用研究

该文研究了活性黑5(RB5)经沼泽红假单胞菌W1脱色后的代谢物对RB5厌氧生物脱色的影响,实验结果表明:RB5的脱色代谢物能明显促进W1对RB5的脱色,同时对菌株W1生长有促进作用;不同浓度RB5的脱色代谢物均能促进菌株W1对RB5的脱色,并使培养液氧化还原电位(ORP)降低,其中200 mg/L RB5脱色产物对脱色的促进作用最大;RB5的脱色代谢物对RB5厌氧污泥脱色的促进作用与纯菌相似,不同的是它对厌氧污泥生长有一定抑制作用。循环伏安分析的实验结果表明:RB5脱色代谢物具有氧化还原介体的性质,其可逆的氧化还原峰分别位于83和-220 mV,说明RB5脱色代谢物对脱色的作用是通过氧化还原介体的机制实现的。通过对比RB5、W1胞外代谢物和RB5脱色代谢物的循环伏安特性可知,氧化还原介体来自RB5的脱色产物,即RB5厌氧生物脱色时具有自催化的特性。

提高C.I.活性黑5的乌黑度

活性黑5(活性黑KN-B)是活性染料中产量最多、用途最广的一种染料,但是最大的不足是乌黑度不高。10余年前,利用补色原理,复配了活性橙82,乌黑度有所改进,但尚有不少问题。提高活性黑5的乌黑度是当前热门的研究课题之一,主要筛选溶解度高,直接性、反应性、相容性与活性黑5匹配的橙色和红色活性染料。

黑色活性染料的结构及应用性能

针对黑色活性染料存在提升力差、用盐量多、固色率低、乌黑度不高的缺点,对活性黑5的染料分子进行结构改进,延伸共轭链,合成了3种新结构的染料,并研究了染料的4个特征参数(S,E,F,R)以及上染率、固色率、提升力曲线,讨论了染料的结构与性能的关系.结果表明,新染料的上染率、固色率、提升力及各项牢度在一定程度上得到改善.

活性黑5染色布样在洗涤过程中的褪色行为研究

家庭洗涤过程是一个复杂的物理化学过程,活性染料染色布样在该过程中受到多种因素的影响,会发生染料掉落、布样褪色。通过正交实验考察了洗涤过程中的各因素(标准洗涤液的浓度、水硬度、水中余氯、机械力(钢珠数量)、浴比等)对活性黑5染色布样的染料掉落及褪色行为的影响。采用UV-Vis测定洗涤残液中掉落游离染料的质量,并通过测定洗涤前后布样的K/S值和色差(ΔE)来考察各因素对布样色差变化的影响。实验结果表明:洗涤过程中染料的掉落量受标准洗涤液的浓度、浴比的影响较大,受机械力和余氯的影响相对较小;洗涤3次后,机械力是影响布样K/S值变化的主要因素,同时机械力对洗涤前后布样的色差(ΔE)影响最显著。

混合偶合法一步合成活性黑染料

将对位酯重氮化,与J酸-三聚氯氰缩合物(0.003mol)、H酸-对位酯偶氮化合物(0.009mol)在同一个反应体系中用混合偶合法同时合成了C.I.活性黑5和一只橙色活性染料,改变偶合组分比例和反应条件,可得到色光不同的黑色活性染料。控制合成过程中产生的杂色染料,可以控制染料产品的色光和应用性能。

废铁屑活化过硫酸盐降解偶氮染料RB5废水

采用废铁屑活化过硫酸盐(PS)降解偶氮染料废水,研究铁屑投加量、过硫酸盐浓度和初始pH值对活性黑5(RB5)降解过程的影响及动力学模型.结果表明:初始pH值为6,PS浓度为0.5mmol·L^(-1),废铁屑投加量为1g·L^(-1)条件为最优的反应条件;反应50min后,活性黑5去除率可达到90.22%,180min后去除率可达到96.97%,反应后溶液中总铁的溶出量为97.32mg·L^(-1);RB5降解后,产生的副产物苯胺的质量浓度为0.13mg·L^(-1),反应后出水的pH值从初始的6变为4.01,废铁屑/PS体系降解RB5的降解动力学符合一级动力学反应;采用废铁屑活化过硫酸盐工艺降解偶氮染料废水具有反应速度快,不需调整初始pH值、运行成本低等优势.

细菌菌群脱色偶氮染料效果及其影响因素研究

以偶氮染料活性黑5作为目标污染物,通过改变不同环境因素如pH、温度、盐浓度、初始染料浓度,探讨影响细菌菌群脱色效果的不同环境因素。研究结果表明,在pH值为9的环境条件下,脱色效果最佳,且碱性条件更有利于脱色;当初始染料浓度在20~200 mg/L时,脱色率均高于88%;在不同盐浓度0%~5%条件下,细菌菌群对活性黑5的脱色率均可达到90%以上;与好氧条件相比,细菌菌群在兼氧条件下对活性黑5的脱色效果更佳;另外,细菌菌群对温度的适应范围较广。结果表明,本研究筛选的细菌菌群对高盐、碱性废水具有较好的处理潜力。

Fe/沸石对偶氮染料活性黑5的催化降解

为了对水中偶氮染料活性黑5的去除进行研究,通过沉淀法在沸石上负载Fe_2O_3制备出一种具有较高催化活性的催化剂,采用X-射线衍射仪(XRD)和扫描电镜(SEM)对其结构和形貌进行了表征,并利用Fe/沸石进行非均相Fenton反应处理模拟染料废水的研究,考察不同操作条件对活性黑5降解效果的影响。实验结果表明,活性黑5的脱色率随催化剂投加量的升高而升高,但是随着染料初始浓度的升高而降低。H2O2浓度和p H的升高均使得活性黑5的脱色率先升高而后降低。在最佳p H为3,最佳H2O2浓度为200 mg·L^(-1)的条件下,活性黑5的脱色率达到最大,为95.7%。通过对催化剂Fe/沸石稳定性研究,发现经5次连续循环使用后,活性黑5脱色率仍然可保持在94%以上,说明该催化剂具有良好的循环使用性能。

Fe/Mn/Al_2O_3催化H_2O_2降解偶氮染料废水的研究

以活性氧化铝为载体，制备了Fe／Mn／Al2O3负载型催化剂，用于催化H2O2氧化降解偶氮染料活性黑5，探讨了pH、H2O2投加量、染料初始浓度、催化剂投加量等对染料脱色率的影响。结果表明，活性黑5的脱色率随催化剂投加量、H2O2投加量的增加而升高；而随活性黑5初始浓度的增加而降低。当H2O2投加量的增加达到200mg／L后，H2O2投加量的增加对活性黑5脱色效果的影响不显著。Fe／Mn／Al2O3／H2O2体系下，活性黑5在pH为2～9之间均有一定的脱色效果，活性黑5的脱色率随初始pH的增加而先增加后减少，其中在初始pH为3时脱色效果最佳。