关于多种颜色混合的偶氮染料废水的脱色技术
新闻来源：良慧E.P.@月月鸟
添加时间：2018/7/21 19:29:55
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【多种染料废水的脱色效果比较】
偶氮染料是合成色素中最重要的一类。它们通常被认为是对生物降解非常顽固的外来生物化合物。偶氮染料的碳含量不足，因此只有在共代谢条件下脱色才是可能的。
在这项工作中，尝试使这些染料有氧降解。从三个不同印染工厂需要脱色处理的污水中分离得到了降解偶氮染料：Rb红、雷马唑红、雷马唑紫、雷马唑黄、金黄色、雷马唑橙、雷马唑黑等偶氮染料的生物。在葡萄糖、淀粉、乳糖、污水和乳清水等多种共基质的存在下，分析了联合体降解偶氮染料的效率，并研究了它们对染料脱色的影响。结果表明，淀粉是活性偶氮染料脱色的最佳碳源。250毫克/L在75.15～95.9%范围内，所有的活性染料在COD的降低下均在脱色后的4小时内脱色。在雷马唑橙和Rb红中COD的还原最大，其次是雷马唑黄、雷马唑紫、雷马唑黑、雷马唑红、金黄色和雷马唑蓝。在不同废水如污水和乳清废水的存在下，上述染料的脱色表明乳清是较好的好氧脱色组合。
【染料废水脱色当前的社会环境】
合成染料广泛应用于纺织印染、纸张印刷、彩色照相、医药、食品、化妆品等行业。一工业上使用大约10000种不同的染料和颜料，每年在世界范围内生产超过70万吨合成染料。1991，世界染料生产量估计为668000。二其中偶氮染料的贡献率为70%3。在染色过程中，大量的偶氮染料在废水中损失。据报道，染料在染色过程中损失10～15%。四合成染料的主要类别包括偶氮、蒽醌和三芳基甲烷染料，其中许多是有毒的，甚至致癌化合物，具有很长的周转时间。五随着各种染料的广泛使用，染料废水的污染越来越令人担忧。因此，从这些工业排放大量有色合成染料废水会导致严重的环境损害。此外，染料是纺织废水中的第一种污染物，在排放到接收水体之前必须被去除。
欧洲一些国家法规限制了着色剂的使用，这种着色剂在任何条件下都不能转化。德国根据《消费品条例》第四修正案，最近禁止使用偶氮染料染色的纺织品、皮革和其他物品。同样的立法在印度也不会遥远，因为纺织业造成的污染也在急剧增加。在水生系统中，这些物质经历各种反应。它们的化学结构的改变可导致形成新的异源化合物，其毒性可能比亲本化合物更多或更少。偶氮染料的总降解是从环境中最终消除外来物质的唯一解决方案。染料的好氧降解主要限于单一染料降解，是废水处理过程中失败的主要原因。偶氮染料的细菌脱色通常是通过偶氮还原酶催化还原引起的。
因此，传统的好氧废水处理工艺通常不能有效地去除偶氮染料的颜色，因为这些化合物往往是顽固的需氧。但是，如果好氧微生物受到微需氧条件，它们就会脱色。更快的速度。显然，有必要开发新的生物脱色工艺，从而使其更有效。
在本研究中，已经做出了使用微生物联合体在不同的CO代谢产物存在下对活性偶氮染料和模拟废水进行脱色的研究。
【染料废水脱色实验的材料与方法】
微生物培养分离从不同的来源获得混合细菌培养物，如生活污水处理厂（STP）、造纸厂废水处理厂（PMTP）、制革废水处理厂（TTP），通过富集培养技术获得八种染料细节，这在表1中给出。染料由印度CCHEM公司提供。微生物组分分别用于单独的染料和组合。
表 1商业偶氮染料在研究中使用
|
偶氮染料名称 |
CI数 |
类型 |
γ最大值/nm |
CODmg/L |
|
红色铷 |
18055 |
单偶氮 |
520 |
144.0 |
|
雷马唑红 |
114601 |
单偶氮 |
511 |
147.6 |
|
雷马唑蓝 |
20460 |
单偶氮 |
611 |
169.2 |
|
雷马唑黑 |
11815 |
单偶氮 |
576 |
162.0 |
|
雷马素 紫 |
42650 |
单偶氮 |
541 |
90 |
|
雷马唑橙 |
60700 |
单偶氮 |
494 |
54 |
|
金黄色 |
22910 |
单偶氮 |
412 |
108 |
|
雷马唑黄 |
13065 |
单偶氮 |
418 |
90 |
染料质量浓度为50mg/L。
【模拟染料废水脱色实验的媒介构成】
媒介构成磷酸盐缓冲液制备的基础盐介质（1摩尔L）- 1）pH 7，与酵母提取物一起使用（200毫克L）。- 1和染料（50毫克L）- 1在研究中。
试验在含有100毫升培养基的培养基中接种富集的微生物菌群并在30℃下培养，在总脱色后，在新鲜培养基中悬浮1～3个接种物，并进行五次转移，然后
将微生物悬浮在新鲜基部中。含有各自染料的T培养基。以UV分光光度计（160A）为脱色剂，定期提取培养液，离心，分析染料的紫外-可见光谱。在实
验过程中，通过减少化学需氧量（COD）来监测染料的生物降解。
模拟废水制备用八种染料的混合物制备了模拟废水。将所有染料混合在一起，得到染料混合物5600mg/L（700毫克/L）每种染料。将原液加入基
础盐培养基中，得到56mg/L的最终浓度。将基础盐培养基与染料混合物接种微生物群落。
废水脱色实验结果与讨论
近年来，中国纺织工业和染料制造业的工业废水处理受到关注和高度重视。一些研究者已经证明了利用微生物处理纺织废水的可能性。我国偶氮染料多产自广东、上海、江浙一带，这些染料经常用于纺织工业，未经处理的废水总是被排放到环境中。大部分的纺织厂都是从厂房中分散和运行的，因此，有必要收集和处理普通污水处理厂的废物。生物方法使用简单，操作成本低。潜在微生物鉴定为假单胞菌属，嗜盐芽孢杆菌属，口蹄疫菌，微球菌属降解商业偶氮染料，混合形成联盟。染料缺乏碳含量和生物降解，没有任何额外的碳源是非常困难的。因此，不同的共基质如葡萄糖、淀粉、乳糖（250mg/L）分别在培养基中对八种染料进行了补充和脱色研究（表2）。与其他染料相比，在葡萄糖存在下，、雷马唑红被有效脱色（91～94%）。但COD降低仅为62～66%（图1）。淀粉作为共代谢产物，除雷马唑黑外，具有恒定的脱色作用（75～95.6%）。在淀粉存在下脱色时，作为CO代谢物，COD去除也相当恒定（80～95.11%）。当对乳糖进行比较时，发现脱色电位和COD还原均较少。除雷马唑橙（5.85%）、雷马唑蓝（13%）和雷马唑黄（21.9%）外，初始COD去除率为36.68～74.84%（Ⅲ）。在研究中观察到添加葡萄糖、甘油和乳糖的培养基对染料有较好的降解作用，还有几种活性染料的脱色能力。
表2
但本研究中的共基质浓度足以支持初始生长。脱色和COD去除不一致。当所有的共基质进行比较时，淀粉似乎是更好的共基质，两者都与脱色以及生物降解有关。
以废水和乳清水为共基质，对所有染料进行脱色处理，以代替工业废水中的共基质，并在表2中给出脱色结果，以及COD还原的图1。在污水存在下，除雷马素紫（58～~3）和雷马素黄（58～~3）外，对八种染料的脱色率为65～85。初始COD去除率为61.53～88.75～3~。在乳清水的存在下，除雷马素
紫（37.5∶3~）和雷马唑蓝（42.85～~3）外，其余八种染料均获得77.70～86.60～3的脱色。初始COD去除率为62.50～87.90～3~。尽管乳糖作为染料脱色的共基质较差，但乳清水的COD和脱色效果优于污水。这可能是由于牛奶相关的蛋白质物质支持脱色。脱色作用受到高蛋白质介质的青睐。
【模拟废水中染料的脱色研究】
染料质量浓度是工业偶氮废液，通常从10～50毫克/L变化。然而，操作条件的变化确实发生，重要的是要知道偶氮染料脱色微生物可以处理更高的浓度。因此，对所有含八种偶氮染料的模拟废水的所有碳源进行了比较，结果列于表3。在正常条件下，所有三种都能在24小时内对模拟废水进行脱色，但在乳清水的存在下，COD去除更有效，其次是淀粉、葡萄糖和污水。乳糖是模拟废水脱色的很差的代谢物。与单独的染料脱色相比，染料混合物样品的脱色程度相同。所有染料，单独的，以及在混合物中，在24小时内完全脱色。一种酶偶氮还原酶被认为是负责偶氮键（-n＝n-）的裂解。雅托姆等十九报道了染料的渗透性和偶氮还原酶的存在对纯培养的偶氮染料还原的影响。枯草芽孢杆菌和洋葱假单胞菌在有氧条件下。个别染料的脱色率不同。这可能归因于它们的结构差异。齐默曼等七报道了类似的观察研究不同结构的偶氮染料的降解性。在间歇实验条件下，偶氮染料的脱色效率和COD去除率随单独染料的不同而不同。但在合成废水中，没有观察到优先去除，因为总是实现脱色。