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微生物共代谢处理印染废水研究进展

北极星环保网来源:化工进展 张庆云2018/1/25 9:32:39我要投稿
所属行业: 水处理  关键词:印染废水 废水处理 生物处理

而黄单胞菌具有利用简单有机碳、水溶性维生素和氨基酸等共代谢基质降解聚乙烯醇(PVA)的能力;蜡状芽孢杆菌、烟管菌、乳杆菌、干酪乳杆菌等在共代谢基质如蛋白胨、木质纤维素、葡萄糖、酵母粉、蔗糖等存在时能对偶氮类染料进行有效降解。

而且,针对同一有机污染物,微生物可以分别用好氧共代谢和厌氧共代谢两种方式进行降解。如三氯乙烯(TCE),厌氧共代谢主要是借助还原脱氯作用分解TCE,但是其过程可能会累积毒性更髙的氯乙烯等中间产物[23]。好氧共代谢TCE时,主要以汽油和苯酚为生长基质,TCE-C1全部转化为自由的氯离子,TCE的矿化程度更彻底[18]。

微生物共代谢降解污染物的现象广泛存在,在印染废水生物处理方面也是其重要的微生物作用机制。目前印染废水微生物共代谢处理主要以好氧共代谢和厌氧共代谢研究较多。

2好氧微生物共代谢处理印染废水

2.1好氧微生物共代谢处理靛类染料

靛蓝染料是一种靛类染料。靛蓝(结构式如图1所示)属于还原性染料,微溶于水、乙醇、甘油和丙二醇,不溶于油脂,广泛应用于食品着色剂、医药和印染工业[24]。靛蓝的发色基团属于蒽酮型,其结构对称,性质稳定,不易被氧化和裂解。

印染废水处理

图1靛蓝化学结构式

因而含靛蓝染料的印染废水色度大降解脱色困难,易在环境中积累而对环境造成污染,属于一种难处理的工业废水。张为[25]将驯化成熟的活性污泥用于靛蓝的生物降解试验,添加不同的共代谢基质(蔗糖、乙酸钠、葡萄糖、淀粉、乙醇、抗坏血酸)观察对靛蓝降解速率的影响,研究发现,各基质对靛蓝的降解促进作用依次为:蔗糖>乙酸钠>葡萄糖>淀粉>乙醇,而抗坏血酸则表现为一定的抑制作用。

此外,同种基质以不同的质量添加比添加时对靛蓝降解速率的影响也不一样,各共代谢基质的最佳质量添加比分别是:蔗糖、乙酸钠、葡萄糖、淀粉为1∶1,乙醇为1∶2。

2.2好氧微生物共代谢处理芳香甲烷染料

芳香甲烷染料是含有甲烷分子中的氢被苯或萘取代而形成发色结构的一类染料,主要有三苯甲烷染料。三苯甲烷类染料是继偶氮染料、蒽醌染料之后使用最广泛的第三大类染料,在纺织工业、造纸业、皮革处理以及食品、化妆品等轻工业中均有着广泛的应用。

印染废水处理

图2孔雀绿结构式

孔雀绿(结构式如图2所示)是一种带有金属光泽的绿色结晶体,属于三苯甲烷类染料,具有致癌性。有研究显示,摄入这种染料会使人类以及其他动物的生育能力降低以及致畸致癌作用[26]。YANG等[27]从乳白耙菌F17中分离出锰过氧化物酶,对200mg/L孔雀绿进行脱色实验,1h脱色率高达96%。

印染废水处理

图3结晶紫结构式

结晶紫(CV,结构式如图3所示)是一种碱性染料,属于三苯甲烷类染料。谯建军[28]从印染废水和污水处理厂活性污泥中筛选分离得到一株高效降解菌株KingellaH,在外加生长基质的条件下,通过共代谢作用,菌株KingellaH对CV及其降解中间产物的降解脱色效果显著。其中,在pH7.0左右、温度35℃、葡萄糖浓度6g/L、摇床转速150r/min时具有最佳的降解活性。

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