摘要:研究活性染料與不同濃度葡萄糖在共基質(zhì)條件下的兼氧生物降解性能，在此基礎(chǔ)上，研究K-2BP在不同鹽濃度條件下的兼氧生物降解性能．選擇K-2BP作為目標(biāo)污染物進(jìn)行靜態(tài)反應(yīng)器生物降解試驗(yàn)，結(jié)果表明:兼氧微生物在只有K-2BP作為基質(zhì)時(shí)對(duì)染料的降解率較低;葡萄糖存在時(shí)，能提高兼氧生物對(duì)染料的降解能力，葡萄糖為800 mg/L時(shí)，6 h染料降解率為64．1%，而葡萄糖濃度為1 000 mg/L時(shí)，不利于染料降解，6 h染料降解率為46%，與不投加葡萄糖情況的降解率接近．葡萄糖濃度為800mg/L，鹽濃度分別為2，5，10和20 g/L，其一級(jí)降解動(dòng)力常數(shù)分別為0．105 78，0．049 47，0．028 69，0．022 75 mg/L·h;半衰期分別為6．99，14．15，22．55，30．21 h．隨鹽濃度梯度升高，染料的兼氧降解動(dòng)力學(xué)常數(shù)逐漸降低，當(dāng)鹽濃度超過(guò)2 g/L時(shí)，會(huì)抑制兼氧微生物對(duì)染料的降解．
關(guān)鍵詞:高鹽條件;偶氮染料;兼性厭氧;生物降解
0·引言
印染廢水生物脫色是目前國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)．兼氧生物處理過(guò)程能有效破壞染料分子中的共軛結(jié)構(gòu)和發(fā)色基團(tuán)，使原染料分子分解成為小分子有機(jī)物，而這些小分子有機(jī)物質(zhì)更易被微生物利用，從而達(dá)到降解脫色的效果［1］．在印染工藝過(guò)程中，常以大量的NaCl、Na2SO4、Na3 PO4等無(wú)機(jī)鹽作為固色劑［2］，導(dǎo)致印染廢水中含鹽濃度較高．有研究表明［3］，當(dāng)含鹽濃度超過(guò)3%時(shí)，將抑制微生物的正常代謝，使微生物失去其降解能力．已有學(xué)者對(duì)耐鹽菌在高鹽濃度下的厭氧脫色性能進(jìn)行研究［4］，為高鹽濃度條件下染料生物脫色提供一定理論數(shù)據(jù)，但只局限于經(jīng)過(guò)耐鹽馴化的單一純種菌群生物降解脫色．顯然，在實(shí)際印染廢水處理中接種單一純種菌群是不可行的．兼氧技術(shù)較嚴(yán)格厭氧技術(shù)具有工藝條件要求不嚴(yán)格、耗能低等特點(diǎn)，越來(lái)越廣泛地應(yīng)用于印染廢水處理［5］．兼氧條件下含鹽印染廢水生物降解性能的研究尚未見(jiàn)報(bào)道［6－8］，限制了兼氧生物技術(shù)應(yīng)用于印染廢水處理過(guò)程的優(yōu)化設(shè)計(jì)．咸陽(yáng)華潤(rùn)印染廠(chǎng)以加工純棉和滌棉織物為主，年生產(chǎn)能力3．6×107m，使用染料主要為活性染料和還原染料，以印染深色布料為主，活性艷紅K-2BP是使用最多的活性染料之一，因此，本研究針對(duì)該廠(chǎng)使用的染料情況，選取具有代表性的活性染料K-BP作為目標(biāo)污染物，進(jìn)行含鹽條件下兼氧生物降解脫色性能研究．
1·實(shí)驗(yàn)材料與方法
1．1儀器與材料
實(shí)驗(yàn)裝置:250 mL錐形瓶．為保證反應(yīng)器內(nèi)DO值低于0．2 mg/L，使用磁力攪拌器在常溫下進(jìn)行慢速攪拌，轉(zhuǎn)速為20 r/min．
紫外可見(jiàn)分光光度計(jì):日本島津UV-2450，用于全波掃描確定染料最大吸收波長(zhǎng);UV-9100，用于實(shí)驗(yàn)過(guò)程中吸光度測(cè)定．
接種污泥:取自咸陽(yáng)某印染廠(chǎng)污水處理站回流污泥，MLSS為6．01 g/L．
染料組成:活性艷紅K-2BP(Reactive brilliantred K-2BP，最大吸收波長(zhǎng)為436 nm)結(jié)構(gòu)如圖1所示，來(lái)自咸陽(yáng)某印染廠(chǎng)．
配水組成:葡萄糖，0～1 000 mg/L;NH4Cl，50mg/L;KH2PO4，10 mg/L;CaCl2，5 mg/L;MgSO4，10 mg/L;FeSO4，1．3 mg/L;MnSO4，5mg/L;NaCl，0，2，5，10，20 g/L;染料，5～80 mg/L．
1．2試驗(yàn)方法
1．2．1測(cè)試項(xiàng)目與方法
用紫外—可見(jiàn)分光光度計(jì)(UV-2450)全波掃描確定染料的最大吸收波長(zhǎng);用UV－9100測(cè)定水樣的吸光度．配制K-2BP濃度為20，40，60，80和100 mg/L的一系列標(biāo)準(zhǔn)溶液，在436 nm處測(cè)定吸光度，得到標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)．測(cè)定水樣吸光度值，先由標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)轉(zhuǎn)換為活性艷紅K-2BP濃度，然后計(jì)算活性艷紅K-2BP的去除率．
污泥接種和兼氧馴化:將二沉池回流污泥靜置1 d，棄去上清液，然后隔絕空氣靜置3 d．取600 mL污泥放入1 L燒杯中，倒入400 mL新鮮配水，并放在磁力攪拌器上常溫慢速攪拌進(jìn)行污泥馴化．馴化過(guò)程中染料濃度從5 mg/L逐漸增加至80 mg/L．每天抽去上清液，并加入等量新鮮配水．將上清液在12 000 r/min條件下離心10 min后，在436 nm處測(cè)定其吸光度．染料去除率達(dá)到70%認(rèn)為馴化完成，馴化歷時(shí)1個(gè)月．
1．2．2 K-2BP與葡萄糖共基質(zhì)兼氧生物生物降解試驗(yàn)
分別向5個(gè)250 mL錐形瓶中加入100 mL已馴化成熟的污泥．染料進(jìn)水濃度固定為80 mg/L，配制含葡萄糖濃度為0，50，200，400，600，800，1 000 mg/L的7種不同配水，各取100 mL分別加入不同錐形瓶中，在磁力攪拌器上以同樣速度常溫慢速攪拌．
反應(yīng)周期為24 h:瞬時(shí)進(jìn)水100 mL→反應(yīng)12h→靜置2 h→抽去上清液→無(wú)基質(zhì)條件下靜置10 h．反應(yīng)過(guò)程中定時(shí)取樣，離心后測(cè)定水樣吸光度值．
1．2．3高鹽條件下染料兼氧生物降解動(dòng)力學(xué)試驗(yàn)
根據(jù)1．2．2節(jié)試驗(yàn)結(jié)果，選取對(duì)K-2BP降解最有利的葡萄糖投加濃度和染料投加濃度為80mg/L作為本試驗(yàn)的固定因素，選取2，5，10和20g/L 4個(gè)水平的NaCl投加濃度進(jìn)行試驗(yàn)．反應(yīng)周期與取樣方法同1．2．2節(jié)．
2·試驗(yàn)結(jié)果與討論
2．1 K-2BP與葡萄糖共基質(zhì)兼氧生物生物降解試驗(yàn)
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