Fe0/荧光假单胞菌联合处理染料废水的特性研究

摘要

从造纸厂IC厌氧反应器内的污泥中筛选出一株对直接耐晒黑19(C.I.Direct Black19,简称DB19)有高效降解能力的菌株,通过形态特征、生理生化及16S rDNA序列分析,初步鉴定为荧光假单胞菌(Pseudomonas fluorescens),命名为Pf-6。采用序批实验,在35±2℃条件下,考察了Fe0对Pf-6菌降解DB19、活性艳蓝X-BR(C.I.Reactive Blue4,简称X-BR或RB4)、活性艳红X-3B(C.I.Reactive Red2,简称X-3B或RR2)及混合染料的影响及相关反应动力学;借助UV-vis、FT-IR等手段分析染料降解过程产物,初步探讨了Fe0/Pf-6菌联合体系降解3种染料的脱色机理。
　　(1)Fe0/Pf-6菌联合体系处理DB19,比纯Pf-6菌、单独Fe0体系脱色率显著提高。厌氧条件下,3种体系脱色过程均遵循一级反应动力学,其反应速率常数k1分别为55.4×10-3 h-1、35.7×10-3 h-1和14.3×10-3 h-1。
　　(2)Fe0/Pf-6菌联合体系处理100 mg/L的DB19脱色的适宜条件为:兼氧,初始pH为7.0,Fe0投加量为500 mg/L,Pf-6菌液接种量为5％。当DB19的初始浓度由100 mg/L增加到1500 mg/L,脱色速率常数k1由63.8×10-3 h-1减小到22.4×10-3 h-1。
　　(3)兼氧Fe0/Pf-6菌联合体系处理100 mg/L的X-BR,71 h后可实现约90%的脱色率,比纯Pf-6菌、单独Fe0体系分别高30%和40%;而处理100 mg/L的X-3B,55 h后即可实现约90%的脱色率,比其它两种体系脱色率高约60%。X-BR和X-3B在联合体系中的脱色过程均遵循一级反应动力学,其反应速率常数 k1分别为31.1×10-3 h-1和35.6×10-3 h-1。
　　(4)兼氧Fe0/Pf-6菌联合体系分别处理DB19、X-BR和X-3B3种染料脱色后,系统内TTC-脱氢酶活性分别为40.98,37.07,45.26μgTF/(mL·h),而纯Pf-6菌体系仅为16.53,12.23,19.80μgTF/(mL·h),说明添加Fe0有助于提高兼氧微生物系统的脱氢酶活性,从而促进染料脱色。
　　(5)UV-vis和FT-IR分析表明,在Fe0/Pf-6菌联合体系中,DB19、X-3B和X-BR主要通过偶氮键的断裂和蒽醌共轭结构的破坏实现脱色,含萘环和苯环结构等中间产物可得到进一步降解。
　　(6)Fe0/Pf-6菌联合体系对三种染料形成的混合废水也有较好的脱色效果。在适宜条件下,当三种染料初始浓度均为40 mg/L,经55 h处理后,DB19、X-BR和X-3B的脱色率分别为88%、80%和75%。

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第1章 绪 论

1.1 染料及染料废水的特性

1.2 生物法处理染料废水的研究进展

1.3 Fe0与微生物联合处理技术的研究进展

1.4 本课题的研究目的和内容

第2章 染料脱色菌的筛选及初步鉴定

2.1 实验材料与仪器

2.2 实验方法

2.3 分析方法

2.4 结果与讨论

2.5 小结

第3章 Fe0/Pf-6菌联合降解DB19的特性研究

3.1 实验材料与仪器

3.2 实验方法

3.3 分析方法

3.4 结果与讨论

3.5 小结

第4章 Fe0/Pf-6菌联合降解不同染料及混合染料的特性研究

4.1 实验材料与仪器

4.2 实验方法

4.3 分析方法

4.4 结果与讨论

4.5 小结

第5章 结论与建议

5.1 结论

5.2 建议

参考文献

致谢

攻读硕士期间公开发表的论文