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        电芬顿工艺用于苯酚工业废水时的效果如何? 江西废水处理公司

        文章出处:未知发表时间:2022-01-19 13:21:18

        图片6 

         

          苯酚是一种造纸、塑料、炼焦生产行业中的常见有机污染物,具有致癌、致畸的毒性。当前在基于微生物固定办法实施苯酚工业废水处理时主要采用包埋法,但是包埋法在实践运用时受质子传送效应的影响,其酶分子空间自度遭到限制,无法实施对工业废水的高效处置,因而急需对其工艺实施改良。

         

          1、资料与办法

         

          1.1 苯酚降解菌制备与培育基

         

          从某污水处置厂中提取活性污泥样品,以苯酚作为独一碳源和能源,选取500mg/L苯酚添加到样品中,经过1个月后从活性污泥中驯化培育出混合菌群,采用平板涂布法挑选出1JS菌株作为苯酚降解菌,完成对菌株的别离与纯化,并分别完成无机盐培育基、固体培育基与富集培育基的配制。

         

          1.2 磁固定化细胞的制备

         

          搜集JS菌液,将其以8000r/min的转速离心5min,搜集菌体、弃去上清液,应用三羟甲基氨基甲烷将其洗濯3次,用无菌去离子水配制成2g菌悬液。选取0.75g结冷胶溶于65℃以上的37.5mL无菌去离子水中,依次向溶液中参加10mL菌悬液与1.2mgr-Fe2O3,待将溶液平均混合后,应用注射器滴入0.2mol/L磁性物质GaCl2中,在4℃温度条件下交联反响120min,即可制备出磁固定化细胞。

         

          1.3 耦合体系的树立与实验

         

          设计进水水质成分包含500mg/L苯酚、7.1g/L硫酸钠、2g/L硫酸铵,曝气量设为0.2L/min,将制备出的磁固定化细胞参加到无电极反响器中,反响器容积为1L,采用高效液相色谱仪测定苯酚浓度,并选取多个时间节点记载苯酚降解率。选取7×4cm的石墨板与7×4cm的不锈钢网分别作为阳极和阴极,将组建好的电极体系放置到反响器中,应用导线将其与直流稳压电源PS-303D相连,分别检测出磁固定化细胞、电芬顿体系与耦合体系的苯酚降解率,并剖析电压、温度、pH值等变量对苯酚降解率的影响。待完成反响器实验后,应用磁铁提取出耦合体系中的磁固定化细胞,将磁固定化细胞置入无菌去离子水中洗濯2次,随后重新进水,并针对苯酚降解率实施测定,共循环6次。

         

          1.4 酶活性与菌株浓度的检测

         

          在反响12h后,针对苯酚羟化酶的活性实施检测,将磁固定化细胞置于5%柠檬酸钠溶液中,待充沛溶解后离心处置、弃去上清液,应用三羟甲基氨基甲烷将其洗濯3次后悬浮,将悬浮液放入超声破碎仪中破碎0.5h,在4℃条件下以22000r/min的转速离心0.5h,提取其上清液作为粗酶液,并分别采用紫外-可见分光光度计与qPCR仪完成酶活性与菌株浓度的测定。

         

          2、结果与讨论

         

          2.1 磁固定化细胞的苯酚降解特性剖析

         

          为研讨耦合体系的苯酚降解率,首要前提是针对磁固定化细胞的苯酚降解特性实施测定,选取游离细胞、非磁固定化细胞与磁固定化细胞作为对照组,记载随同反响时间推移三种物质的苯酚降解率变化状况。经过察看反响结果能够发现,在反响时间抵达15h时,三种物质对苯酚的降解率分别为85.3%77.6%90.7%,其中非磁固定化细胞的降解率最低,主要受制于质子传送效应的影响,结冷胶与菌株分离后影响到苯酚在细胞内部的传达效果;游离细胞对苯酚的降解率低于磁固定化细胞,其主要缘由是高浓度污染物在接触到游离细胞后将对细胞活性产生抑止作用,削弱其关于苯酚的降解速率;磁固定化细胞对苯酚的降解率最高,主要缘由是r-Fe2O3纳米颗粒关于结冷胶与菌株的分离起到了有效的分散作用,可促使苯酚顺利进入到细胞内部,有效优化苯酚降解效果[2]

         

          2.2 电压对苯酚降解性能的影响

         

          将反响时间设为12h,电压分别取值为0V0.5V1V1.5V2V,试剖析不同电压条件下苯酚降解率的变化。经过察看实验结果能够发现,在电压为0-1V时,耦合体系的苯酚降解率呈不时提升趋向,待反响抵达12h时降解率到达100%;但在电压为1-2V时,耦合体系的苯酚降解率呈逐步降落趋向,待反响时长为12h时降解率降至53.7%。由此能够推断出,在电压超越一定数值时将削弱磁固定化细胞的降解性能,并且还将增加能耗问题,因而该耦合体系的最佳电压数值应设为1V

         

          同时,JS菌株中的苯酚羟化酶是促进苯酚生物降解的关键酶,苯酚羟化酶的活性将直接影响到微生物降解效果。经过察看电压对苯酚羟化酶活性的影响结果能够发现,在电压处于01V范围内时,苯酚羟化酶的活性增加了0.101U/mg;在电压处于12V范围内时,苯酚羟化酶的活性降低了0.208U/mg。由此能够推断出,假使电压值过高也会对苯酚羟化酶的活性产生抑止作用,该耦合体系在电压为1V时苯酚羟化酶活性到达最大值。

         

          2.3 pH值对苯酚降解性能的影响

         

          在反响时间为12h、电压为1V的条件下,将pH值分别取值为22.533.544.555.566.57,试剖析不同pH值关于耦合体系的苯酚降解性能的影响。从中能够看出,当pH值为2.5时,苯酚降解率为最低值61.7%;pH值逐步升高至3.5时,苯酚降解率增至86.75%;尔后在pH值由3.5升至7期间,苯酚降解率一直坚持稳定值,无明显变化。由此能够推断出,耦合体系在酸性条件下的降解性能到达最优,但过酸条件下也将限制铁离子参与电芬顿反响、抑止磁固定化细胞的降解效果,因而宜将耦合体系反响的最佳pH值设为3.5

         

          2.4 温度对苯酚降解性能的影响

         

          在反响时间为12h、电压为1VpH值为3.5的条件下,将反响温度分别取值为16℃20℃24℃28℃32℃36℃40℃44℃,试剖析不同温度关于耦合体系的苯酚降解性能的影响。从中能够看出,在反响温度由16℃升高至24℃过程中,苯酚降解率处于逐步攀升趋向;在反响温度处于2432℃范围内时,苯酚降解率攀升幅度较大;在反响温度由32℃增至44℃期间,苯酚降解率呈降落趋向,并且在温度超越40℃后温度急剧降落。由此能够推断出,温度变化将影响到耦合体系关于苯酚的降解性能,温渡过高或较低均会抑止苯酚降解效果,宜将该耦合体系反响的最适合温度设为32℃

         

          2.5 其他外缘要素的影响效果

         

          除电压、pH值、温度等反响条件外,培育基的配方也将影响到菌株关于苯酚的降解性能。将酵母粉、蛋白胨、葡萄糖的质量分数设为0.4%,硫酸铜质量分数为0.05%,经过察看实验结果能够发现,以葡萄糖、硫酸铜作为培育基配方时,菌株关于苯酚的降解性能较低;以葡萄糖和重金属铜离子作为培育基配方时,菌株的苯酚降解率分别为85.1%70.8%;以酵母膏、蛋白胨作为培育基配方时,菌株的苯酚降解率分别为93.3%99.2%。由此能够推断出,以培育基配方为代表的外缘要素也将影响到耦合体系的苯酚降解性能。

         

          3、结论

         

          本文从活性污泥中挑选出1JS菌株制备磁固定化细胞,将其与电芬顿体系分离构成耦合体系。实验结果标明,在电压为1V、温度为32℃pH值为77.5的反响条件下,该耦合体系对苯酚的降解率到达最优值,并且随反复应用率的增加,其降解性能呈现出显著提升,可完成对苯酚废水降解效果的有效优化

         


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