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低强度超声波辐射强化偶氮染料酸性橙7(AO7)的生物降解研究

沈政赢  
【摘要】: 将低强度超声波应用于生物工程技术是一研究热点,近年来在发酵工程和食品工程领域有了很大的发展。但将其应用于污染物防治,目前还鲜有报道。本论文对低强度超声波辐射强化偶氮染料酸性橙7(Acid Orange 7,AO7)的生物降解过程进行了研究,主要内容包括以下3个部分: (1)对超声波-生物法联合技术的操作参数做了优化研究。结果表明,当超声波强度为6.4 W L~(-1),超声波频率为25 kHz,进水葡萄糖浓度为2000 mg L~(-1),超声波辐射间隔为5 min,曝气流量为0.4 mL min~(-1)时,超声波的强化作用效果最明显,表现出AO7的脱色速率达到最大。实验结果同时表明,超声波辐射作用还可以增加活性污泥对葡萄糖和AO7降解脱色产物ABS进一步降解的速率。 (2)对高浓度NH_4~+-N抑制AO7的好氧降解过程进行了研究。结果表明,高浓度NH_4~+-N导致活性污泥对AO7的降解脱色、AO7降解中间产物ABS的进一步降解及COD去除速率的降低。根据Michaelis-Menten方程,计算不同NH_4~+-N浓度下的Km和Vmax,发现当NH_4~+-N初始浓度在33.6 mg L~(-1)到134.6 mg L~(-1)范围内,NH_4~+-N对AO7的降解抑制比较接近非竞争-反竞争混合抑制模型。超声波辐射可以减轻NH_4~+-N对活性污泥产生的生物抑制作用,但随着NH_4~+-N浓度的增加,这种减轻抑制作用的效果不明显。 (3)为了探讨低强度超声波辐射提高AO7降解速率的机理,研究了优化条件下,低强度(6.4 W L~(-1))超声波产生的生物效应。研究结果表明,低强度超声波辐射对生物降解的有利作用表现在以下几方


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