3种污泥对活性黑KN-B的生物吸附及降解研究

对比研究了好氧污泥、厌氧污泥和厌氧颗粒污泥对染料活性黑KN-B的吸附和降解。结果表明,这3种污泥对活性黑的吸附均符合Freundlich模型(R^2为0.9665～0.9859)和Langmuir模型(R^2为0.9460～0.9906),但3种污泥对活性黑这种染料的吸附量较小;并且厌氧污泥对活性黑的吸附能力优于好氧污泥和厌氧颗粒污泥。实验还发现,3种污泥对活性黑的脱色主要是生物降解作用,而不是吸附作用。

AnMBR处理活性黑KN-B印染废水

实验对厌氧膜生物反应器（AnMBR）处理活性黑KN—B印染废水进行了探讨．研究了厌氧反应器内活性污泥的驯化培养状况，考察了厌氧反应器与管式超滤膜对印染废水BOD5，COD的去除作用，并对厌氧反应器产气量、出水的碳酸氢盐碱度和VFA进行了分析，通过UV—Vis光谱图分析了AnMBR对活性黑KN—B的脱色效果．结果表明，液流较低的低负荷启动方式使该AnMBR活性污泥的驯化培养顺利进行，厌氧反应器污泥床区域的污泥浓度培养至35g／L；AnMBR对废水BOD5和COD的去除率分别达到90％和85％以上；该厌氧反应器的活性污泥体系和缓冲体系相对稳定，出水的碳酸氢盐碱度和VFA分别在16～18mmol／L与1．0～3．5mmol／L的范围内波动，pH稳定在7．70～8．00之间；AnMBR对500mg／L的活性黑KN—B废水的脱色率能达到90％以上．

UASB反应器处理活性黑KN-B废水的研究

采用UASB反应器处理活性黑KN-B废水,研究了水力停留时间(HRT)、碳源组成及浓度等因素对废水处理效果的影响,考察了反应器对该废水可生化性降解的作用。试验结果表明:反应器的最佳HRT为24 h,当HRT小于24 h时,废水的COD去除率显著降低,而BOD5的去除率不受影响,稳定在90%。在不同葡萄糖和蛋白胨的碳源组合下,碳源含量高于2000 mg/L时,废水处理效果差别不大;而碳源含量过低,低于2000 mg/L时,COD去除率将明显下降,不利于对废水的处理;而BOD5的去除率受进水碳源组成的影响较小。在试验的各种条件下,UASB反应器的活性污泥都能够有效处理500 mg/L的高浓度活性黑KN-B废水,去除率稳定在90%以上。

剩余污泥对活性黑KN-B的吸附性能

用剩余污泥对活性黑KN-B进行吸附研究,考察了pH、吸附时间、温度、盐类和污泥量等对活性黑KN-B吸附的影响。结果表明,剩余污泥对活性黑KN-B的吸附是一个快速过程,吸附时间可控制在30 min;其吸附过程可以用准二级动力学模型进行描述和预测;温度对污泥吸附活性黑KN-B产生的影响较小;其吸附等温线,25℃、35℃时与Freundlich方程拟合良好,45℃时则可以由Langmuir方程更好地描述。未调pH的剩余污泥,对pH≤2的废水中活性黑KN-B吸附性能良好;剩余污泥pH为1时,对pH<12的废水中活性黑KN-B均可有效吸附;氯化钠浓度低于500 mg/L或氯化钠和硫酸钠的混合盐浓度低于100 mg/L时,有利于吸附;氯化钠浓度高于500 mg/L、混合盐浓度高于100 mg/L或单独加入硫酸钠后,随盐浓度的增加,吸附量呈下降趋势。

漆酶对活性黑KN-B和直接大红染料的脱色性能

利用白腐真菌漆酶对活性黑KN—B和直接大红2种偶氮染料进行脱色实验。考察反应时间、加酶量、pH值、染料浓度、温度对脱色率的影响，研究了ABTS介体以及金属离子存在下的脱色效果，并分析了漆酶脱色的动力学性能以及其对偶氮染料的降解规律。结果表明，活性黑KN—B和直接大红脱色适宜条件为：反应时间为30min，加酶量8U／mL，pH=7，染料浓度分别为50mg／L和80mg／L，温度40～45℃。ABTS介体对酶促偶氮染料脱色没有明显促进作用。Fe^2＋对漆酶脱色有较强的抑制作用；Cu^2＋对漆酶催化活性黑KN—B促进作用较大，对直接大红影响较小。漆酶对2种染料的脱色反应符合米氏方程，其催化活性黑KN—B和直接大红染料的Km值分别为114．81mg／L，317．5mg／L，vmax值分别为6．57mg／（L·min）和26．0mg／（L·min）。

电絮凝法处理活性染料废水的能耗分析

以活性黑KN-B模拟染料废水为例,采用自行设计的周期换向电源,铝板和铁板为反应电极,对周期换向电凝聚法处理单位质量染料的能耗进行研究,分析了反应时间、电极电压、换向周期、电解质浓度、极板间距、初始染料浓度及搅拌速度对处理单位质量染料能耗的影响。结果表明:周期换向电凝聚法处理相同质量活性黑KN-B染料有效地降低了电能消耗,很大程度上克服了以往电化学法处理染料废水能耗大的缺点,在最优的实验条件下,脱色率最高可达99.62%,此时的电能消耗为24.71kW·h/kg dye。

周期换向电凝聚法处理染料废水的脱色机理研究

利用金属铝或铁做电极电凝聚法处理印染的废水过程中,存在阳极板易钝化而影响脱色效果、处理效率低下等问题。理论分析表明,采用周期换向电源和金属铁、铝分别作为两极,电化学法处理染料废水,可以有效防止电极钝化,提高处理效率。以活性黑KN-B模拟染料废水为例,采用自行设计的周期换向电源,铝板和铁板为反应电极,对周期换向电源电凝聚法处理染料废水的脱色机理进行了研究。结果表明:该方法对活性黑KN-B模拟染料废水的脱色率在99%以上,起脱色作用的主要有电解还原氧化、气浮及金属离子絮凝等过程,且周期换向电源能有效防止采用铝铁电极电化学处理染料废水过程中出现的阳极钝化现象。

铋和氮共掺杂TiO_2的制备及光催化性能的研究

以钛酸四丁酯、硝酸铋和尿素为原料,采用溶胶-凝胶法制备了不同掺杂量的铋和氮的单掺杂及共掺杂TiO2光催化剂。以活性黑KN-B为模拟染料废水考察了所制备TiO2的光催化性能,研究了染料光催化降解的影响因素。结果表明,铋和氮共掺杂TiO2比TiO2及单掺杂TiO2的光催化活性要高。当Bi0.5N8.0/TiO2的投加量为4.0 g/L,活性黑KN-B初始质量浓度为40 mg/L,pH为2.23,在125 W汞灯下光照20 min时,活性黑KN-B的降解率接近99.9%。将铋和氮共掺杂TiO2用于其他染料的光催化降解,均显示出良好的光催化活性。