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偶氮染料的生物脱色及中间产物苯胺类的生物降解特性研究

黄春梅  
【摘要】:偶氮染料废水色度高、可生化性差,对环境危害大,其中间产物苯胺类是重要的环境优先控制污染物。目前偶氮染料生物脱色和苯胺类污染物的生物降解是印染废水处理的两大难题。因此,论文探讨以活性艳红X-3B(RBR)为代表的偶氮染料废水的生物脱色及中间产物苯胺类的生物降解特性。首先研究了厌氧条件下初始pH值、MLSS、初始COD、温度和染料浓度对RBR染料脱色的影响,以及不同染料浓度下的RBR染料厌氧降解动力学及其厌氧降解机理。其次探索了RBR染料在好氧条件下的生物脱色性能。最后研究了在好氧条件下初始pH值、MLSS、葡萄糖添加量、转速和温度对RBR染料厌氧还原产物苯胺类的降解影响,并检测了RBR染料经厌氧-好氧处理后的剩余产物。得出以下结论: 1、从厌氧脱色实验中得出厌氧生物法对RBR染料的脱色效果较好,并能实现COD的有效去除。初始pH值为7.5时,RBR染料的脱色效果最好; MLSS越大,RBR染料的脱色效果越好;初始COD为2500mg/L时,RBR染料的脱色效果最好;在20-40℃范围内,RBR染料的脱色速率随着温度的升高而增加;在RBR染料浓度为50-200mg/L范围内RBR染料的脱色速率随着其浓度的增加呈现先上升后下降的趋势,初始浓度为150mg/L时脱色速率最快。在优化条件下,厌氧反应54h,RBR染料的脱色率达95%,同时产生的苯胺类化合物的浓度为10.12mg/L,且在厌氧条件下难降解。但RBR染料在好氧条件下很难脱色。 2、RBR染料浓度在50-200mg/L内的厌氧降解符合一级降解动力学,且其厌氧降解途径:首先是偶氮键断裂形成苯胺和氨基羟基萘(AHN)化合物,AHN化合物被还原成脂类、烃类、醇类、酚类、酸类等有机物,同时部分苯胺在硫酸盐还原或脱氮的厌氧条件下转化成苯酚,苯酚继续降解,从而使还原产物转化为小分子物质,甚至转化为CH_4、CO_2和H_2O。 3、从好氧降解苯胺类的实验得出好氧生物法对苯胺类去除效果很好。初始pH值为7.0时,苯胺类的去除效果最好;MLSS越大,苯胺类去除速率越大;当不外加葡萄糖时,去除效果最好;在20-40℃范围内,苯胺类去除速率随着温度的升高而增加;转速在120-200r/min范围内,苯胺类的去除速率随着转速的加快而增大。 4、RBR染料经厌氧-好氧生物处理后剩余产物有十六腈、1,2-苯并异噻唑、多种长链烃等有机物。


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