纳米TiO-KMnO协同光催化氧化法测定COD以及微生物降解甲基橙的研究

摘要

本论文由两部分组成：第一部分为纳米TiO2?KMnO4协同光催化氧化法测定COD； 第二部分为微生物降解甲基橙的研究。 在水质分析监测中，化学需氧量(COD)是评价水体污染程度的重要指标之一。目前，COD的测定一般采用国家标准方法——重铬酸钾回流法，但该法存在操作烦杂/费时，易造成二次污染等缺点。因此，建立一种快速/准确测定COD的新分析方法，对进行大批量污水样品分析具有重要意义。本文以纳米TiO2?KMnO4协同光催化氧化体系为基础，结合分光光度法建立了一种快速测定水样中COD值的简便方法。实验表明，该方法具有线性范围宽/抗氯离子干扰能力强等优点。在选定的最优条件下，该方法的线性范围为0.1~320mg、L；当氯离子含量在1500mg、L以内时，相对误差小于5％。若用少量氟离子修饰TiO2，还可进一步增强该体系的氧化还原能力，提高测定方法的灵敏度。用此方法测定了污染程度低的自来水/地表水以及中等污染程度的工业废水中的COD值，结果满意。 我国的偶氮染料废水排放量很大，且成分复杂，因而处理很困难。一般而言，生化处理法具有对底物的降解较彻底，二次污染小等特点，可能成为一种处理偶氮染料废水的较好方法。因此本文利用本研究室所筛选的一种混合菌，在好氧条件下研究了其处理偶氮染料甲基橙时，环境温度/pH 等条件对其降解甲基橙效果的影响。研究结果表明，该混合菌在温度30℃~40℃，pH 6~8 范围内都能较好地生长；且在葡萄糖存在的情况下可大大降低染料的毒性，显著提高混合菌对甲基橙的脱色率及降解效果；其最佳投入量为6g、L。在选定的微生物培养条件下，当甲基橙起始浓度为50 mg、L时，其脱色率及COD 去除率都可达到97％以上。随着染料浓度的增大，混合菌对染料的脱色速率逐渐降低。