一、废水脱色的通用方法(论文文献综述)
钱丰[1](2021)在《不同温度条件下厌氧处理糖蜜酒精废水过程及关联微生物的研究》文中研究指明糖蜜酒精废水是利用糖蜜发酵产酒精工艺中所产生的废水,排放量大,无害化处理难度及费用高,给企业造成巨大的环保和经济压力。生物厌氧处理技术作为一种处理效果好,运行成本低,同时副产能源的废水处理方法,已广泛应用于工业有机废水的处理中。在废水生物厌氧处理中,温度是影响厌氧消化过程的重要因素之一。目前关于糖蜜酒精废水生物厌氧处理,特别是温度对糖蜜酒精废水生物厌氧处理过程及其关联微生物影响机制的研究报道较少。本论文研究了变温和恒温两种不同温度条件下生物厌氧处理糖蜜酒精废水的过程,并将温度变化与传统污泥驯化技术(进水有机负荷逐步提高)相结合,探讨不同温度条件对反应器性能及关联微生物菌群的影响,可为糖蜜酒精废水及其它工业废水厌氧处理工艺的选择、反应器的运行及管理提供参考依据。在进行活性污泥对温度和有机负荷变化的耐受性研究时,发现厌氧活性污泥在40℃及以上条件下活性明显下降,对糖蜜酒精废水的处理效率极低,厌氧消化系统无法稳定运行,这与本研究所采用的厌氧活性污泥为中温污泥(35℃驯化所得)有关。在恒温厌氧消化系统中需额外增加保温设备以保持恒定的温度,采用室温非恒温的工艺则无需保温设备。因此,基于简化工艺及降低成本考虑,论文开展在实验室规模下采用35℃(恒温)和室温(变温)以阶梯式小幅度逐步提升进水有机负荷的方式,进行糖蜜酒精废水厌氧处理的研究,包括处理效率、底物的转化效率及关联微生物响应的分析。主要研究结果如下:(1)在厌氧消化效率方面,35℃条件下溶解性化学需氧量(SCOD)去除率比室温条件下的稍高,尤其是在进水有机负荷较高的情况下差别越大,两者差别最大为6%;35℃条件下对废水的平均脱色率比室温条件下的稍高。(2)在厌氧消化过程方面,35℃条件的厌氧消化系统中积累的挥发性脂肪酸(VFA)含量较室温的低,且VFA中含乙酸比例整体较高,而两种温度条件的厌氧消化系统中碱度和废水的电导率无明显差异。(3)在厌氧消化系统出水水质方面,两种温度条件下消化系统出水p H均维持在6.7~7.8的理想状态,最高氨氮含量分别为1,693 mg/L和1,586mg/L,两种温度条件下消化系统出水p H和氨氮含量无明显差别;35℃条件的厌氧消化系统出水中蛋白质含量比室温条件的稍低。表明35℃条件下厌氧处理糖蜜酒精废水系统在处理效率、处理过程系统稳定性、出水水质方面优于室温条件。(4)室温条件下厌氧消化系统的活性污泥中细菌物种数比35℃条件的多,古菌物种数则相反;室温条件的活性污泥中细菌和古菌多样性较高。两种温度条件下厌氧消化系统活性污泥中微生物群落结构相似,但35℃条件的活性污泥中降解有机物的细菌Anaerolineaceae和Lachnospiraceae,以及产甲烷菌Methanobacteriaceae和Methanosarcinaceae的相对丰度比室温条件的高。35℃条件下降解有机物功能细菌和产甲烷菌的丰度也稍高于室温条件的,说明其降解有机物和产甲烷能力更强。但在室温不低于25℃时,两种温度条件下的厌氧处理效果相差不大。研究结果可为废水厌氧处理工艺的改进及优化提供参考。
李进家,范晓丹,张道虹,袁正通,周佳滢,王雪琦[2](2021)在《高盐度复杂染料废水脱色菌群的降解特性》文中认为从天津市市政污泥中筛选出复杂染料脱色菌群,其经16Sr DNA基因序列鉴定,主要由Dokdonella (12.26%)、Dyella (10.19%)、Saccharibacteria genera (7.07%)、Rhodobacter (5.80%)、Pseudodoxanthomonas (3.61%)、Flavihumibacter (3.02%)组成.将其用于高盐度复杂染料废水的降解脱色,并研究共代谢基质和各种理化参数对染料废水脱色的影响.结果表明,最佳共代谢基质为葡萄糖和硫酸铵;最佳脱色条件:温度为35℃、p H值为9.0、菌群接种浓度为1.2g/L;在高盐度条件下(50g/L),菌群能高效脱色复杂染料废水,72h脱色率达到(87.0±2.4)%.经高效液相色谱仪(HP-LC)、傅里叶红外光谱(FT-IR)及气相色谱质谱联用仪(GC-MS)分析,甲基橙首先被迅速降解,分散蓝次之,酸性品红的降解较慢;复杂染料的发色基团(-N=N-,-NH2,-SO3)和苯环结构被破坏;其降解产物为苯胺、乙酰胺及2-氨基-5-甲基苯甲酸等.
苏会敏[3](2021)在《微生物固定化处理亚甲基蓝废水实验研究》文中提出在染料废水的多种处理技术中,微生物处理技术因环保、经济等特点而受到青睐。本文从染料废水样品中筛选出3株细菌(分别命名为S1、S2、S3)和2株真菌(分别命名为P1和P2),这五种菌株对以亚甲基蓝废水为代表的染料废水具有较强的脱色能力。在对亚甲基蓝废水的脱色实验中,S1菌株对亚甲基蓝的脱色效率为75.01%(120 h),在3株细菌中脱色效率较高;P1菌株对亚甲基蓝的脱色效率为85.21%(72 h),在2株真菌中脱色效率较高。经过16S r DNA基因序列比对分析,S1为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis strain NW405934),P1为青霉菌(Pencillum expansum KU162972),基因同源性相似度达100%和99%。考察枯草芽孢杆菌及其固定化微胶囊在不同单因素条件下,对亚甲基蓝废水的脱色效率的影响,实验结果发现,在亚甲基蓝浓度为20 mg/L,细菌接种量为3%,p H为5,碳源浓度为10 mg/L,脱色时间为120 h时,枯草芽孢杆菌对亚甲基蓝的脱色效率可达83.98%。在与枯草芽孢杆菌相同的脱色条件下,由枯草芽孢杆菌制备的固定化微胶囊对亚甲基蓝的脱色效率达到90.12%,通过脱色前后紫外光谱和红外光谱的分析对比可以看出,枯草芽孢杆菌对亚甲基蓝的脱色主要依靠生物降解的作用。考察青霉菌P1脱色亚甲基蓝废水过程中,初始亚甲基蓝浓度、青霉菌孢子接种量、时间、p H、盐度和碳源浓度等单一因素对亚甲基蓝废水脱色效率的影响,结果表明:初始亚甲基蓝浓度为20 mg/L,青霉菌孢子接种量为3%,时间为24 h,p H为4,盐度为2%,碳源浓度为6 g/L时,青霉菌P1对亚甲基蓝的脱色效率较高。在单因素实验的基础上,采用响应面优化法优化青霉菌P1对亚甲基蓝废水的脱色条件,以初始亚甲基蓝浓度、p H、接种量和盐度作为考察因素,亚甲基蓝的脱色效率作为响应值,得出最适脱色条件为亚甲基蓝浓度为50 mg/L、p H值为3.61、盐度为3.7%、接种量3.21%,在此条件下,青霉菌P1对亚甲基蓝的脱色效率为85.00%(24 h)。经过脱色机理实验研究发现,在该青霉菌脱色亚甲基蓝废水的过程中,降解占72.85%,吸附占21.18%,说明此脱色过程是由降解和吸附两种机理共同完成的。由青霉菌P1脱色亚甲基蓝废水后的紫外光谱与脱色之前的紫外光谱对比可以看出,紫外光谱有明显的变化,出现了新的吸收峰,说明亚甲基蓝废水在脱色过程中,有其他物质产生,可以确定在亚甲基蓝废水脱色过程存在着生物降解作用。对比亚甲基蓝废水和青霉菌P1脱色之后代谢产物的红外光谱,可以看出脱色之后的亚甲基蓝的结构有一部分发生了转化,从实验、紫外光谱分析和红外光谱分析都得出了青霉菌P1脱色亚甲基蓝废水是依靠降解和吸附共同作用的。在上述研究的基础上,利用大豆分离蛋白、海藻酸钠制作大豆分离蛋白-海藻酸钠微胶囊,用以固定青霉菌P1,考察不同因素对大豆分离蛋白-海藻酸钠微胶囊脱色亚甲基蓝废水的影响可知:当亚甲基蓝浓度为20 mg/L,固定化青霉菌添加量为0.2 g/L,p H=4,时间为24 h时,大豆分离蛋白-海藻酸钠微胶囊固定化青霉菌P1对亚甲基蓝废水的脱色效率可以达到98.10%。在p H=1和p H=9的不利环境条件下,脱色效率分别为75.26%和53.62%;在亚甲基蓝浓度为100 mg/L时,脱色效率为67.5%;在盐度为10%时,脱色效率为78.12%。通过实验数据可知,用大豆分离蛋白-海藻酸钠微胶囊固定化青霉菌后,优化条件下脱色效率可以达到98.10%,同时对高盐、酸性和碱性等不利条件的耐受性也得到了提高。从大豆分离蛋白-海藻酸钠微胶囊的扫描电镜图片可以看出,微胶囊具有疏松多孔的结构,有利于对亚甲基蓝染料的脱色。利用大豆分离蛋白、壳聚糖制作大豆分离蛋白-壳聚糖聚合物,用以固定青霉菌P1。探究大豆分离蛋白-壳聚糖聚合物的合成机理,由大豆分离蛋白-壳聚糖聚合物的红外光谱可以看出壳聚糖带正电的氨基和大豆分离蛋白带负电的羧基之间产生了静电相互作用力。考察不同因素对大豆分离蛋白-壳聚糖聚合物固定化青霉菌脱色亚甲基蓝废水的影响,当亚甲基蓝浓度为20 mg/L,固定化青霉菌添加量为0.2 g/L,p H=4,时间为24h时,脱色效率可以达到99.59%。在p H=1和p H=9的不利情况下,脱色效率分别为65.45%和48.75%;在亚甲基蓝为100 mg/L时,脱色效率分别为67.50%和65.23%;在盐度为10%时,脱色效率为68.58%。由上述结果可以看出,在不利的环境条件,大豆分离蛋白-壳聚糖聚合物固定青霉菌P1脱色亚甲基蓝废水仍能有较高的脱色效率。从扫描电镜图可以看出,大豆分离蛋白-壳聚糖聚合物结构具有疏松多孔结构,有利于对亚甲基蓝染料的脱色。
许胜杰[4](2021)在《印染废水生化处理微生物菌群的选育及应用》文中提出随着印染工业的快速发展,偶氮染料、蒽醌染料、三苯甲烷染料由于其结构稳定、固色效果好等优点成为应用最广泛的三种染料,同时其所产生的废水也已成为难处理的工业废水之一,因此印染废水处理的关键问题是对染料的降解。活性污泥法作为目前印染废水生物处理的主要方式,存在脱色效率低、效果不稳定等缺点,需定期更换污泥或补充功能微生物对其群落结构进行优化修复。由于微生物之间的协同作用,使得菌群较单一菌株具有更好的染料脱色效果,但目前对多数菌群的研究仅限于对某一种或一类染料的脱色,降解广谱性较差。本研究通过驯化选育获得较高降解广谱性菌群,对其脱色稳定性和染料降解途径进行研究,并且对制备得到的菌剂在印染废水中进行初步应用。(1)为得到具有高染料脱色能力及降解广谱性的菌群,在稳定运行的曝气装置中对活性污泥进行定向驯化及富集选育。高通量测序表明,该菌群由Enterococcus、Proteus和Escherichia-Shigella等组成,与原活性污泥相比群落结构变化较大。菌群对400 mg·L-1活性蓝194、400 mg·L-1分散蓝56和400 mg·L-1碱性紫14的脱色率分别为96.2%、92.3%和97.4%;在不同温度(20-50°C)、pH(4-10)及盐浓度(0-60 g·L-1)条件下染料的脱色率均大于60%;选择6种400 mg·L-1的不同结构染料研究菌群脱色效率,其中5种染料的脱色率均超过95%;在混合染料为300-1200 mg·L-1的浓度范围内,菌群处理48 h后脱色率均达到90%以上,与单一菌株相比脱色效率显着提高。(2)对菌群染料降解过程进行考察,通过对染料降解过程进行动力学分析,活性蓝194、分散蓝56的降解近似符合一级动力学方程,碱性紫14的降解近似符合零级动力学方程;UV-Vis分析确定菌群对染料的降解属于脱色而非吸附,基于GC-MS分析提出了菌群对染料可能的降解途径;染料降解过程中偶氮还原酶、漆酶、木质素过氧化物酶和锰过氧化物酶的活性水平均显着提高;植物毒性试验证实染料均被降解为低毒性的小分子物质但并未被完全矿化,与已报道脱色菌群相比具有更高的染料降解广谱性。(3)基于染料脱色效果对获得的菌群进行菌剂制备及应用研究,在接种量为4%条件下,确定搅拌转速300 r·min-1、通气量1.25 v·v-1m-1为最优溶氧条件,最佳补料培养基碳氮比为6:1,菌群OD600最高可达到24.8,较未补料分批培养提高了40.9%,且对染料的脱色率无明显变化。利用50 L及1000 L发酵罐对菌群进行放大培养,OD600分别为26.4和32.8。与5 L发酵罐补料分批培养相比,其生物量分别提高了6.5%和32.3%。将菌群培养液与载体复配制备成固态菌剂以0.2 g·L-1添加量加入印染废水中处理48 h后,较未添加菌剂相比,有机污染物的总峰面积相对减少了91.4%,废水脱色率达69.7%,COD去除率达68.9%,污泥沉降性能(SV30)提高了44.3%。因此,选育得到的微生物菌群能够实现对处理系统中群落结构的优化及修复补充,为在实际印染废水中的应用奠定基础。
马慧[5](2021)在《CotA漆酶活性残基饱和突变提高对活性黑5的脱色活性及其降解机理研究》文中进行了进一步梳理偶氮染料(-N=N-)是广泛应用于印染行业纺织染色的一类合成染料,其中活性黑5(Reactive Black 5,RB5)是一种典型的难降解偶氮染料,科学研究已证明具有致癌、致畸和致突变作用。如果将未经处理的印染废水直接排放到环境中,将会造成严重的环境污染和健康危害,因此染料的脱色降解是印染废水处理中的重要工作。芽孢杆菌来源的CotA漆酶是一种绿色催化剂,具有环保和成本竞争的优势,在对印染废水中有害染料的降解方面具有广阔的应用前景。然而,CotA漆酶的高效脱色通常需要昂贵且有毒性的介体(mediator)参与,这限制了其在工业中的应用。本研究使用饱和突变的半理性方法来改造短小芽孢杆菌W3(Bacillus pumilus W3)CotA漆酶,筛选出在无介体参与下对活性黑5脱色活性提高的突变体;分析了突变体的酶学特性及其催化活性提高的分子结构机理,进一步进行了突变体对活性黑5的降解机理研究和降解产物毒性分析。论文主要研究结果如下:(1)通过同源建模和分子对接分析,推测B.pumilus CotA漆酶T1铜位点附近的氨基酸(T415和T418)以及底物结合口袋入口处的氨基酸(Q442)会影响酶的催化效率,因此选择对这三个位点进行饱和突变。(2)筛选获得两个双突变体T415D/Q442A(DA)和T418K/Q442A(KA)在pH 10.0没有介体参与下对活性黑5的脱色率分别为43.94%和52.64%,相对于野生型脱色率分别提高了3.70倍和4.43倍。突变体在很宽的pH范围内都有非常好的稳定性,在pH 6.0-11.0孵育2h相对酶活仍可以保持在60%以上。并且能够耐碱和大部分金属离子,属于嗜热耐碱酶。(3)双突变体DA和KA对底物ABTS的催化效率分别为356.73 L·mmol-1·s-1和845.50L·mmol-1·s-1,与野生型CotA漆酶相比,催化效率分别提高了2.25倍和5.33倍。双突变体DA和KA对底物RB5的催化效率为18.67 L·mmol-1·s-1和22.54 L·mmol-1·s-1,与野生型CotA漆酶相比,催化效率分别提高了2.67倍和3.22倍。(4)CotA漆酶突变体KA在pH 7.0,染料浓度为50 mg·L-1,反应温度为50℃时,对活性黑5的脱色效果最佳。连续脱色9 h,脱色率可达85.11%。与此同时,CotA漆酶突变体KA也可以高效降解其它偶氮类、三苯甲烷类和蒽醌类等不同结构和类型的合成染料。CotA漆酶突变体KA对伊文思蓝(Evans Blue,EB)和酸性红1(Acid Red 1,AR1)脱色12 h脱色率可达到96.34%和84.01%。(5)利用超高效液相色谱-质谱(UPLC-MS)技术对活性黑5脱色产物进行分析:结果显示活性黑5在CotA漆酶突变体KA催化下,偶氮键发生断裂,经过脱磺酸基和脱氨基,进一步降解成其它可能的子体化合物。最后研究了活性黑5脱色液对小麦发芽率的影响,结果表明与对照组活性黑5原溶液相比,漆酶催化降解后的产物对植物毒性降低。
魏瑾辉[6](2021)在《阵列电极式微生物燃料电池稳定性及其对典型染料污染物的脱色去除研究》文中进行了进一步梳理环境污染和能源危机是当今社会发展的首要问题,寻求一种新型的可以持续利用且不产生污染的清洁能源成为世界各国研究者的重点。微生物燃料电池(MFC)可以将不同类型的有机物,通过微生物的氧化分解将有机物中的化学能直接转化为电能。不同类型的废水可以作为MFC有机物的来源。MFC技术在产生电力的同时兼顾污水处理,是一种十分理想的新型清洁能源。然而MFC进行废水处理停留在实验室规模是不切实际的,对MFC进行体积上的有效放大,在兼顾发电的同时以满足现实生活废水处理的需求成为了当务之急,然而在放大过程中,MFC的功率密度下降,阻碍了这一进程的发展。本论文针对放大式MFC的长期运行以及对含有典型有机染料的废水处理进行了详细的探究。(1)多电极阵列式MFC长期运行过程中性能探究本实验设计了多电极对阵列式排布和多阴极阵列式排布两种较大体积MFCs装置,其中我们重点考察了多电极对阵列式排布三种体积规模的MFCs运行两年以上的产电性能、电极电阻的变化以,及外部电阻对MFC长期运行的影响。结果表明,在长期运行的过程中稳定输出电压几乎不受到影响,阳极欧姆电阻下降50%。最大功率密度相较于两年之前下降约20%,外接阻值较大电阻的MFCs下降尤为明显,外接阻值较小的电阻使得电活性生物阳极长期处于较高的电流状态下运行,更有利于在长期运行中保持生物阳极的电活性。另外,我们考察了多阴极阵列式放大的可行性,这种MFC在运行90天获得了 23.5 W·m-3令人欣喜的最大功率密度。(2)多阴极阵列式MFCs去除酸性橙7的研究通过配置多阴极阵列式MFCs,以满足MFCs长期运行和大规模处理污水的实际需求。在长期运行的状态下评估了酸性橙7在这种MFCs中的脱色降解以及MFC的产电性能。在添加50 mg/L、100 mg/L的MFCs中超过98%的酸性橙7在32 h内都可以实现脱色,其脱色效率超过了 98%。通过16sRNA分析了酸性橙7的存在对电活性阳极生物种群的变化。通过紫外可见光谱(UV)、傅里叶红外(FTIR)等表征说明了酸性橙7可以在这种MFCs体系中可以实现部分矿化,同时这种体积放大式空气阴极MFCs对进一步实现大规模处理污水具有实际意义。(3)MFCs对染料废水结晶紫的去除及性能探究实验探究了微生物燃料电池技术处理含有结晶紫的废水,在双室MFC阳极中,成功去除了人工培养基中含有的结晶紫染料。测量结果表明,当培养基中不含结晶紫时,双室MFC可以产生0.47 V的稳定电压以及11 W·m-3的最大功率密度,随着阳极室中额外的结晶紫加入,输出电压,阳极电势以及最大功率密度呈现逐渐下降的趋势,当结晶紫的浓度为25、50、75 mg/L时,最大功率密度分别下降9.1%、23.5%、40.0%。结晶紫的去除速率同样受到结晶紫浓度的影响,当结晶紫的浓度在50mg/L以下时,其去除效率均在85%以上,浓度继续增加至75 mg/L时,其去除效率下降至40%。采用微生物燃料电池去除结晶紫,为三苯烷基这一类染料物质的降解提供了一种思路。
郭世伟[7](2021)在《糖蜜纳滤脱色过程机理及高性能脱色膜制备的研究》文中指出糖蜜作为一种工业副产品,产量大,但利用效率低,不仅降低了制糖工业的经济效益,也带来很大的环境压力。在糖蜜的各种处理和利用方法中,回收其中的高价值组分(蔗糖、还原糖、色素、酚类物质等)不仅能够解决糖蜜作为废液带来的环境问题,而且能够创造巨大的经济价值,是最具前景的利用方向。其中,糖蜜中色素/蔗糖的高效分离是糖蜜资源化利用的关键步骤。在各种分离方法中,膜分离由于其简单高效、分离选择性多样等优势,极具应用前景。但是,目前糖蜜的膜法脱色过程中,脱色率和蔗糖透过率之间的平衡效应难以打破,分离效率低;而且由于糖蜜料液组分复杂、粘度高,容易造成严重的膜污染和通量衰减。本研究以“膜法分离甘蔗糖蜜”工艺中的脱色过程为研究对象,从膜过程机理到膜制备方法,进行了系统研究,为实现糖蜜资源化利用提供指导。首先,采用小型死端过滤和中试错流设备,对甘蔗糖蜜脱色过程中的色素/蔗糖的分离机理进行详细研究。通过考察不同膜性质(材料、膜孔径)、糖蜜组分(糖分、盐分、色素)、膜过程参数(温度、通量、pH、错流速度等)对真实糖蜜脱色过程的影响,系统分析色素和蔗糖的分离过程和膜污染机理。研究发现:1)膜孔径直接决定色素和蔗糖的截留率,而膜污染会通过改变膜孔径而影响截留率。因此,合适的膜孔径和强抗污染能力是高效脱色膜的两个必要性质;2)色素和盐分影响膜分离性能,盐分会造成孔溶胀效应,增大孔径,而色素会形成膜污染,带来缩孔效应,同时色素的存在会对盐溶胀具有“屏蔽”作用,这种作用对于亲水性较差的膜影响更显着;3)高温和低通量能够有效减弱浓差极化,提高蔗糖透过率,降低膜污染,但是高温导致膜孔扩张也会一定程度加剧膜污染。以上纳滤脱色过程机理研究表明,高分离选择性、高抗污染和抗溶胀纳滤膜是实现高效糖蜜脱色的核心。因此,通过简单的后处理方法调控界面聚合过程,制备疏松纳滤脱色膜,提高其分离选择性。系统研究了各种后处理剂(有机酸、弱碱、有机溶剂、离子液体)对初生聚哌嗪酰胺纳滤膜后处理调控效果和影响机制,考察其实际脱色效果。研究发现:1)界面聚合后处理主要通过水解效应、溶剂活化、封端反应三种机理对聚酰胺纳滤膜的结构和性能进行调控,通过后处理过程,能够使纳滤膜出现不同程度的通量增加、孔径增大、表面电荷增多,得到不同分离性能的疏松纳滤膜;2)经过后处理的纳滤膜由于相对疏松的结构(较大的膜孔径)和较多的表面电荷,在糖蜜脱色过程中表现出更好的色素/蔗糖分离效果,并且具有优异的长期稳定性,通过简单的碱性溶液清洗,可以有效去除膜污染,恢复膜的渗透性能,具有很好的应用前景。该研究结果不仅揭示并总结了后处理对界面聚合过程的调控机理,为聚哌嗪酰胺纳滤膜的后处理调控提供理论指导,还为糖蜜脱色疏松纳滤膜的制备提供了新思路。最后,在界面聚合过程中引入单宁酸(TA)和乙酰丙酮铁(Fe(acac)3)开发了一种新型的“选择性蚀刻强化”策略,制备具有抗碱性溶胀的疏松纳滤膜,以期解决疏松纳滤膜在碱清洗过程中发生孔溶胀导致膜污染累积的问题。并考察其在实际糖蜜过滤过程的脱色性能和抗污染性能。研究发现:1)TA和Fe(acac)3加入后,该多元反应过程中同时发生哌嗪(PIP)和聚苯三甲酰氯(TMC)的界面聚合形成聚酰胺结构、TA和TMC的界面聚合形成聚酯结构、TA和Fe3+的螯合3种反应过程,其中PIP-TMC和TA-TMC的聚合反应为主要反应,对最终的纳滤膜性能具有主要影响;2)通过碱处理刻蚀可以去除复合膜中的聚酯结构,从而得到疏松纳滤膜,而且可以通过调节刻蚀pH和TA的比例对疏松纳滤膜的分离性能进行调控;3)后刻蚀的疏松纳滤膜具有优异的抗碱洗溶胀能力,主要由于以下几点原因:首先,Fe3+螯合能力能有效抑制带负电荷基团之间的静电排斥,其次,TA的引入增加了羟基的比例,降低了羧基的比例,从而降低了碱性pH下的静电斥力,另外,TA与PIP之间的迈克尔加成和共沉积反应增强了分离层与支撑层之间的结合作用力;4)后刻蚀的疏松纳滤膜在长期连续过滤中具有更好的抗污染能力,避免了商业纳滤膜由于碱诱导的孔溶胀导致的孔内污染累积。刻蚀强化后的疏松纳滤膜具有较高的渗透通量,对蔗糖和色素具有更高的分离选择性,对真实糖蜜的长期过滤具有较稳定的分离性能。该研究结果不仅建立了一种绿色的后处理方法来调控聚酰胺纳滤膜的性能,而且为实际应用中提高聚酰胺膜的抗碱洗溶胀能力提供了新的思路。
颛孙梦临[8](2021)在《大气压等离子体在降解模拟印染废水中的应用研究》文中进行了进一步梳理工业水污染问题是当代社会面临的严峻挑战。染料废水作为工业废水的一类,有水量大、色度高、难降解等问题,对人体和环境造成巨大的危害。针对于此,本文利用大气压直流辉光放电等离子体技术,搭建了等离子体-溶液循环降解装置,对模拟有机印染废水亚甲基蓝(MB)进行降解。研究了气电参数、溶液初始条件、添加剂、环境及工作气体四个方面对该装置降解MB的影响。利用化学需氧量(COD)测试和高效液相色谱质谱联用(LC-MS)测试研究了MB的降解效果及机理,为直流辉光放电等离子体技术处理有机印染废水的实际应用提供理论依据。研究结果如下:(1)装置气电特性、溶液初始条件和溶液添加剂均可对降解效果造成一定影响:电流强度可改变等离子体激发功率,从而调节等离子体对MB的降解效果,电流增大时,等离子体强度增强,降解率提升。放电电极距离增加,等离子体体积变大,降解效率提升。通入电极的气体流量在30 sccm时效果优于其它气体流量时,因为合适的气体流量有利于形成更稳定的等离子体以提高降解效率。改变溶液的初始浓度发现7 mg/L时MB降解效果优于1 mg/L时,且反应12 min后降解率均在92%以上。这表明该技术对低浓度的MB有良好的降解效果,且更适合降解高浓度的MB。调节MB水溶液初始p H值为4.44时降解效果比10.76时提高23%。MB水溶液在电导率较低的情况下由于电场稳定且强度更大,更适合于降解。加入OH自由基清除剂乙醇、异丙醇和H2O2清除剂过氧化氢酶(CAT)后,降解率下降最大时达到57%,加入OH自由基促进剂H2O2后,降解率提升最大时达到30%,印证了OH自由基对于降解有机印染废水的主导作用。据我们了解,本文为首个将CAT用于直流辉光放电等离子体降解废水实验。加入二价铁离子Fe2+后,降解效果显着提升。(2)等离子体为离子化气体状物质。本文中等离子体电离气体的主要来源为钨钢电极中通入的气体(工作气体)和放电时反应处的气体环境(环境气体),工作气体和环境气体对等离子体电离气体性质影响较大。为了做到独立控制环境气体和工作气体,对这两个因素进行系统地研究,在本实验中创新的搭建了两种改造装置:将反应池全部包裹住的亚克力保护罩和将钨钢电极出气口包裹住的保护罩。结果表明改变环境气体较改变工作气体对装置降解效果的影响更大,且环境气体和工作气体都为空气的情况下降解效果十分良好,使用20m A放电电流进行12 min反应后降解率达80%以上,这对于该技术处理有机印染废水实际应用非常有利。使用将钨钢电极出气口包裹住的保护罩改变环境气体为纯氩气并且工作气体也为氩气时,发现降解效果比使用亚克力保护罩时提升近30%,该方法在纯氩气情况下获得了极其优秀的降解效果,降解率达82%,对该实验结果的原因提出了几种猜测并通过实验进行部分验证。(3)对反应后的溶液进行COD测试与LC-MS测试发现:反应15 min后的MB水溶液矿化程度高达61%,矿化度高于绝大多数同类型等离子体降解实验,表明该技术对MB降解效果极佳。LC-MS测试结果表明,在经过15 min降解后,m/z 320的MB分子被有效降解为小分子量产物。推测出MB在等离子体反应器中的降解过程,经过断键氧化、开环氧化后,生成了小分子量的有机酸类物质和CO2、H2O等。
牛倩倩[9](2021)在《电化学析氢增效零价铁还原硝酸盐研究》文中指出地表水中硝酸盐污染已经演变成为国内外水环境中最为关注的问题之一。过量硝酸盐不仅可导致水体发生赤潮而且对人体造成巨大危害,开发一种新型处置硝酸盐技术已经成为领域内的热点。与其他处置硝酸盐技术相比,以纳米零价铁为代表的化学还原和电化学技术以其环境友好、工程应用性价比高受到广大研究学者的青睐,但纳米零价铁(Fe0)在溶液中极易被氧化及稳定性较差等自身存在的一些劣势导致在实际应用中受到限制。为维持纳米零价铁在溶液中的高反应活性与耐久性,本文将纳米零价铁与电化学析氢(HER)技术结合并探究了其实际应用领域,具体如下:采用液相还原法和化学镀-磷化法分别制备Fe0颗粒和Ni2P/CC电极并对其进行XRD、SEM表征分析,通过在不同的反应时间、Fe0投加量、初始pH值、电流密度和初始浓度下的分批实验研究了Fe0+Ni2P/CC对硝酸盐处置效率并与单纯HER和单纯Fe0体系进行了对比。在最优因素组合下,Fe0+Ni2P/CC体系可去除94.71%模拟废水中的硝酸盐,最终总氮浓度降至1.17 mg/L,其满足地表水环境质量V类标准要求。Fe0+Ni2P/CC还原硝酸盐符合一级动力学方程。实验废弃后的Fe0颗粒可用于催化过氧化氢染料脱色,其脱色率高达91.26%。为进一步拓展工程应用范围,本文采用液相还原法将Fe0颗粒负载到Ni2P/CC上,采用XRD、SEM、XPS技术手段表征了Fe0/Ni2P/CC催化电极微观形貌、化学组成及化学价态,结果证明Fe0颗粒较好地负载于Ni2P/CC电极上;分析了不同工艺参数对硝酸盐还原效能的影响,开展了其用于实际硝酸盐污水处理的应用探究,在pH为7、电流密度为25 m A/cm2、硝酸盐初始浓度为15 mg/L的条件下,Fe0/Ni2P/CC电催化还原硝酸盐可在4 h内达到最高的还原效率(89.81%),硝酸盐还原产物主要为N2,其选择性可达96.94%,处理后总氮浓度为1.94 mg/L,总氮指标符合地表水环境Ⅴ类质量要求;计算了体系的库伦效率与法拉第效率,评价了电极使用稳定性,库伦效率与法拉第效率分别为38.68%、43.07%,Fe0/Ni2P/CC电极稳定性优良、可多次重复使用,废弃后可用作化学高级氧化工序的铁系催化剂。此外,分析了硝酸盐电化学还原历程,其还原历程涉及吸附氢反应、吸附氢还原反应以及铁氧化还原反应。
周杨[10](2021)在《醌/石墨烯修饰聚氨酯泡沫强化偶氮染料厌氧生物脱色研究》文中提出目前,难降解有机污染物造成的水污染问题相当严峻。醌介体可显着提高这类污染物的厌氧生物转化速率,但溶解态醌在实际应用中会随出水流失造成二次污染和成本增加。为实现醌介体的应用,已有多种醌类化合物的固定化技术被开发,然而,固定化醌的长期催化稳定性仍有待考察。此外,固定化醌与微生物、其它电子媒介体的相互作用影响也尚未阐明。基于此,本文以偶氮染料作为目标污染物,研究了蒽醌-2-磺酸修饰的聚氨酯泡沫(AQS-PUF)催化性能的稳定性及对微生物群落的影响;制备了 AQS和还原氧化石墨烯(rGO)共修饰的PUF,并分析了 AQS和rGO共同介导的胞外电子传递过程;揭示了 AQS与rGO之间的协同作用机理以及微生物与固定化醌之间的相互作用关系,为固定化醌在难降解有机污染物生物处理中的应用提供了理论基础。将AQS-PUF固定于厌氧生物反应器中,研究了高盐条件下AQS-PUF对活性艳红K-2G(RR K-2G)生物脱色的催化性能和稳定性。结果表明,当进水RR K-2G浓度为50 mg·L-1时,内置AQS-PUF的反应器(R1)的脱色率达到93.8%,比内置PUF的反应器提高近50%,并且R1在75 d的连续运行中能够维持85%以上的脱色率。R1在50-400 mg·L-1 RRK-2G浓度范围内均保持较高的脱色效率,表现出良好的稳定性和抗冲击负荷能力。液相色谱分析表明,RRK-2G脱色产物为偶氮键断裂生成的芳香胺。群落结构分析表明,AQS-PUF的加入提高了反应器内具有醌还原能力微生物的丰度。经过75 d连续使用的AQS-PUF催化性能仅降低了不足9%,表明AQS-PUF具有潜在的应用价值。从R1中筛选出一株具有醌还原能力的兼性厌氧菌用于后续研究,经16S rDNA鉴定后将其命名为Shewanella sp.RQs-106。通过将AQS和rGO共同固定到聚氨酯泡沫上制备了 AQS-rGO-PUF,研究了该材料介导下菌株RQs-106对酸性红18(AR 18)厌氧生物脱色过程。结果表明,当固定化AQS浓度为50 μM且rGO浓度为1.63 mg·L-1时,AQS-rGO-PUF介导的AR 18脱色的一阶速率常数(k,0.53 h-1)高于AQS-PUF(0.35 h-1)和rGO-PUF(0.10 h-1)介导的AR 18脱色的k值之和,此时AQS和rGO之间存在显着的协同效应。协同效应主要是由rGO引起的额外电子传递路径所产生,其对AQS-rGO-PUF介导的AR 18脱色贡献约为33.5%。并且固定化AQS诱导菌株RQs-106分泌的黄素能够增强上述协同效应。液质分析表明,菌株RQs-106在厌氧条件下可将AR 18的偶氮键断裂生成相应的芳香胺。由于聚氨酯泡沫(PUF)固定氧化石墨烯(GO)的量有限,仅有5.5 mg·g-1,因此在无PUF条件下,研究了 0-40 mg·L-1 GO的生物还原条件,以及rGO与AQS之间的协同效应。结果表明,GO还原的最适条件为pH=7.5,温度为30℃,且10 μM的AQS能够显着加快GO的还原速率。当GO(10 mg·L-1)与菌量(50 mg·L-1)的比值为0.2时,GO经过24 h还原后,可使AR 18的生物脱色速率提高10.5倍。还原后的GO与菌株RQs-106相结合,通过增强菌株RQs-106的直接电子传递能力(电导率提高70.9%)以及脱氢酶活性(提高61.6%),来提升菌株RQs-106对AQS和AR 18的还原能力,从而在AR 18的生物脱色过程中使AQS与rGO之间形成协同效应。研究了菌株RQs-106分泌的黄素对AQS-PUF介导的AR18脱色以及GO还原的影响。结果表明,在AQS-PUF介导的AR 18脱色过程中,胞外黄素分泌量与固定化醌浓度(0-100 μM)以及AR 18脱色率呈正相关。100 μM固定化醌可提升黄素分泌量约10.4 nM(13.3%),黄素总量提高约22.9 nM(27.0%)。通过敲除黄素腺嘌呤二核苷酸外排基因使得菌株RQs-106减少分泌约60%的黄素,黄素分泌量的降低对菌株RQs-106脱色AR 18的影响不大,但使菌株对AQS-PUF的还原能力降低了 41.7%,进而导致AQS-PUF介导的AR 18生物脱色速率降低了 19.6%。此外,胞外黄素类物质能够参与到生物非直接接触的GO还原过程,黄素分泌量的减少导致GO非接触还原程度降低。
二、废水脱色的通用方法(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、废水脱色的通用方法(论文提纲范文)
(1)不同温度条件下厌氧处理糖蜜酒精废水过程及关联微生物的研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 前言 |
1.1 糖蜜酒精废水的来源及特性 |
1.1.1 酒精废水的来源 |
1.1.2 酒精废水的特性 |
1.2 糖蜜酒精废水的危害 |
1.3 糖蜜酒精废水处理工艺及现状 |
1.3.1 稀释回田灌溉 |
1.3.2 电絮凝沉降法 |
1.3.3 浓缩焚烧 |
1.3.4 浓缩液发酵制肥和饲料 |
1.3.5 生物好氧处理 |
1.3.6 生物厌氧处理 |
1.3.7 好氧与厌氧相结合法 |
1.3.8 膜生物反应器技术 |
1.4 酒精废水的厌氧处理研究进展 |
1.5 温度对厌氧处理废水影响的研究进展 |
1.6 废水生物厌氧处理过程中的关联微生物 |
1.7 课题背景、研究意义及内容 |
1.7.1 课题背景 |
1.7.2 研究意义 |
1.7.3 研究内容及技术路线 |
第二章 温度对糖蜜酒精废水厌氧处理系统性能的影响 |
2.1 引言 |
2.2 糖蜜酒精废水和厌氧活性污泥的来源 |
2.3 实验试剂及仪器设备 |
2.3.1 主要实验试剂 |
2.3.2 主要仪器设备 |
2.4 实验方法 |
2.4.1 厌氧消化系统的建立及联动试运行 |
2.4.2 废水厌氧处理系统的启动及运行 |
2.4.3 出水pH的测定 |
2.4.4 SCOD去除率的测定 |
2.4.5 氨氮含量的测定 |
2.4.6 VFA含量的测定 |
2.4.7 总糖降解率的测定 |
2.4.8 蛋白质含量的测定 |
2.4.9 电导率的测定 |
2.4.10 碱度的测定 |
2.4.11 脱色率的测定 |
2.4.12 BOD5、硫酸盐和总磷含量的测定 |
2.5 结果与讨论 |
2.5.1 糖蜜酒精废水特性的检测结果 |
2.5.2 温度条件的选择结果 |
2.5.3 厌氧处理糖蜜酒精废水过程中室温的监测结果 |
2.5.4 温度对厌氧处理糖蜜酒精废水处理效率的影响 |
2.5.5 温度对厌氧处理糖蜜酒精废水过程的影响 |
2.5.6 温度对厌氧处理糖蜜酒精废水出水水质的影响 |
2.6 结论 |
第三章 糖蜜酒精废水厌氧处理过程关联微生物的响应 |
3.1 引言 |
3.2 实验材料 |
3.3 实验仪器 |
3.4 实验方法 |
3.4.1 厌氧活性污泥的形态观察 |
3.4.2 活性污泥样品的采集及预处理 |
3.4.3 活性污泥中微生物基因组目标DNA序列的PCR扩增 |
3.4.4 活性污泥中微生物多样性检测及分析 |
3.5 结果与讨论 |
3.5.1 厌氧活性污泥的形态 |
3.5.2 活性污泥中细菌和古菌DNA目标序列的PCR扩增结果 |
3.5.3 活性污泥中微生物的多样性分析结果 |
3.5.4 活性污泥的微生物群落结构 |
3.6 结论 |
第四章 总结与展望 |
4.1 总结 |
4.2 创新点 |
4.3 展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读学位期间发表论文和科研情况 |
(2)高盐度复杂染料废水脱色菌群的降解特性(论文提纲范文)
1 材料和方法 |
1.1 化学试剂 |
1.2 培养基 |
1.3 高盐度复杂染料废水脱色菌群的筛选和鉴定 |
1.4 高盐度复杂染料废水的脱色和生物降解 |
1.5 分析方法 |
2 结果与讨论 |
2.1 高盐度复杂染料废水脱色菌群(DMAD)的组成 |
2.2 高盐度复杂染料废水脱色菌群的脱色影响因素 |
2.3 复杂染料废水的吸附与降解脱色 |
2.4 高盐度复杂染料废水的脱色机理 |
2.5 高盐度复杂染料废水生物降解分析 |
3 结论 |
(3)微生物固定化处理亚甲基蓝废水实验研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
创新点摘要 |
前言 |
第一章 文献综述 |
1.1 染料废水概述 |
1.2 染料废水的处理方法 |
1.2.1 物理法 |
1.2.2 化学法 |
1.2.3 生物法 |
1.3 芽孢杆菌概述 |
1.3.1 枯草芽孢杆菌的特征 |
1.3.2 芽孢杆菌属脱色染料的实验研究 |
1.4 青霉菌概述 |
1.4.1 青霉菌的特征 |
1.4.2 青霉菌脱色染料的实验研究 |
1.5 微生物固定化技术概述 |
1.5.1 固定化的方法 |
1.5.2 固定化载体的选择 |
1.5.3 固定化技术处理染料废水的研究进展 |
1.6 大豆分离蛋白概述 |
1.6.1 大豆分离蛋白 |
1.6.2 大豆分离蛋白的功能特性和研究现状 |
1.6.3 大豆分离蛋白-多糖相互作用的相关研究 |
1.7 论文研究的目的意义及内容 |
1.7.1 研究目的、意义 |
1.7.2 研究内容 |
第二章 染料降解菌株的筛选及鉴定 |
2.1 实验材料及设备 |
2.1.1 菌种来源 |
2.1.2 主要试剂 |
2.1.3 主要实验设备及仪器 |
2.1.4 培养基 |
2.2 染料的分析检测方法 |
2.2.1 染料脱色实验 |
2.2.2 pH的测定 |
2.2.3 生物量的测定 |
2.2.4 脱色效率的测定 |
2.3 实验方法 |
2.3.1 菌种筛选 |
2.3.2 菌株鉴定 |
2.3.3 菌株对不同染料的脱色实验 |
2.4 实验结果及讨论 |
2.4.1 筛选结果 |
2.4.2 16S rDNA的分子鉴定 |
2.4.3 菌株对不同染料的脱色实验 |
2.5 本章小结 |
第三章 枯草芽孢杆菌及其固定化脱色亚甲基蓝的对比 |
3.1 实验材料及设备 |
3.1.1 菌种来源 |
3.1.2 实验试剂 |
3.1.3 主要实验设备及仪器 |
3.1.4 培养基 |
3.2 实验方法 |
3.2.1 枯草芽孢杆菌脱色亚甲基蓝实验 |
3.2.2 制备枯草芽孢杆菌的固定化微胶囊 |
3.2.3 不同因素对脱色亚甲基蓝的影响 |
3.2.4 枯草芽孢杆菌脱色亚甲基蓝的机理探究 |
3.3 实验结果与讨论 |
3.3.1 不同亚甲基蓝初始浓度对脱色效率的影响 |
3.3.2 细菌接种量和固定化微胶囊添加量对亚甲基蓝脱色效率的影响 |
3.3.3 不同pH值对亚甲基蓝脱色效率的影响 |
3.3.4 时间对亚甲基蓝脱色效率的影响 |
3.3.5 碳源浓度对亚甲基蓝脱色效率的影响 |
3.3.6 盐度对亚甲基蓝脱色效率的影响 |
3.3.7 枯草芽孢杆菌脱色亚甲基蓝前后的紫外图谱分析 |
3.3.8 枯草芽孢杆菌脱色亚甲基蓝前后的红外图谱分析 |
3.4 本章小结 |
第四章 青霉菌P1对亚甲基蓝脱色的实验条件优化 |
4.1 实验材料及设备 |
4.1.1 菌种来源 |
4.1.2 实验试剂 |
4.1.3 主要实验设备及仪器 |
4.1.4 培养基 |
4.2 实验方法 |
4.2.1 血球计数法配制孢子悬液 |
4.2.2 不同因素对亚甲基蓝脱色效率的影响 |
4.2.3 响应面优化 |
4.2.4 青霉菌脱色亚甲基蓝的机理探究 |
4.3 实验结果及讨论 |
4.3.1 不同因素对亚甲基蓝脱色效率的影响 |
4.3.2 响应面优化法 |
4.4 青霉菌脱色亚甲基蓝机理探究 |
4.4.1 青霉菌脱色亚甲基蓝前后机理的实验探究 |
4.4.2 青霉菌脱色亚甲基蓝前后的紫外图谱分析 |
4.4.3 青霉菌脱色亚甲基蓝前后的红外图谱分析 |
4.5 本章小结 |
第五章 青霉菌利用大豆分离蛋白的两种固定化方法 |
5.1 实验材料及设备 |
5.1.1 菌种来源 |
5.1.2 实验试剂 |
5.1.3 主要实验设备及仪器 |
5.1.4 培养基 |
5.2 实验方法 |
5.2.1 大豆分离蛋白-海藻酸钠微胶囊的制备 |
5.2.2 固定化微胶囊性能测定 |
5.2.3 大豆分离蛋白-壳聚糖聚合物固定化材料的制备 |
5.2.4 扫描电镜观察 |
5.2.5 青霉菌固定化机理探究 |
5.2.6 不同因素对青霉菌脱色亚甲基蓝的影响及对比 |
5.2.7 青霉菌的两种固定化方法对亚甲基蓝的多次脱色实验 |
5.3 实验结果与讨论 |
5.3.1 电位分析 |
5.3.2 扫描电镜观察 |
5.3.3 青霉菌固定化脱色亚甲基蓝前后机理的实验探究 |
5.3.4 大豆分离蛋白-海藻酸钠微胶囊的性能测定 |
5.3.5 大豆分离蛋白-壳聚糖复合溶液的浊度测定 |
5.3.6 大豆分离蛋白-壳聚糖聚合物的红外光谱测定(FT-IR) |
5.3.7 不同因素对青霉菌两种固定化方法脱色亚甲基蓝的影响 |
5.3.8 青霉菌的两种固定化方法对亚甲基蓝的多次脱色实验 |
5.4 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
发表文章目录 |
致谢 |
(4)印染废水生化处理微生物菌群的选育及应用(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 印染染料概况 |
1.1.1 偶氮染料 |
1.1.2 蒽醌染料 |
1.1.3 三苯甲烷染料 |
1.2 印染废水概况及处理方法 |
1.2.1 印染废水概况 |
1.2.2 印染废水物理处理法 |
1.2.3 印染废水化学处理法 |
1.2.4 印染废水生物处理法 |
1.3 印染废水处理中功能微生物研究现状 |
1.3.1 细菌 |
1.3.2 真菌 |
1.3.3 藻类 |
1.3.4 复合微生物菌群 |
1.4 染料降解酶研究进展 |
1.4.1 偶氮还原酶 |
1.4.2 漆酶 |
1.4.3 木质素过氧化物酶 |
1.4.4 锰过氧化物酶 |
1.5 本课题的研究意义和研究内容 |
1.5.1 研究意义 |
1.5.2 主要研究内容 |
第二章 材料与方法 |
2.1 材料 |
2.1.1 主要实验材料 |
2.1.2 主要试剂 |
2.1.3 实验仪器 |
2.1.4 培养基与溶液 |
2.2 方法 |
2.2.1 活性污泥的定向驯化及微生物菌群的富集选育 |
2.2.2 活性污泥及微生物菌群的多样性分析 |
2.2.3 培养及保藏方法 |
2.2.4 染料脱色率的测定 |
2.2.5 化学需氧量的测定 |
2.2.6 菌群中单一菌株的分离 |
2.2.7 细菌基因组的提取 |
2.2.8 PCR扩增及测序分析 |
2.2.9 UV-Vis测定 |
2.2.10 GC-MS测定 |
2.2.11 染料降解酶的酶活测定 |
2.2.12 代谢产物毒性测定 |
2.2.13 固态菌剂的制备 |
2.2.14 其他测定方法 |
第三章 结果与讨论 |
3.1 微生物菌群的选育及稳定性研究 |
3.1.1 活性污泥的定向驯化及微生物菌群的富集选育 |
3.1.2 微生物菌群与单一菌株脱色效果的比较 |
3.1.3 微生物菌群的脱色稳定性研究 |
3.2 高活性菌群降解染料的代谢途径及产物毒性分析 |
3.2.1 染料生物降解动力学特征 |
3.2.2 染料降解途径探究 |
3.2.3 染料降解代谢产物毒性分析 |
3.3 基于菌群选育的固态菌剂制备及应用 |
3.3.1 基于染料脱色效果的菌群培养工艺优化及放大培养 |
3.3.2 固态菌剂的制备及稳定性分析 |
3.3.3 固态菌剂在印染废水中的应用 |
主要结论与展望 |
主要结论 |
展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录 A:染料降解代谢产物MS验证图 |
附录 B:作者在攻读硕士学位期间发表的论文 |
(5)CotA漆酶活性残基饱和突变提高对活性黑5的脱色活性及其降解机理研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.1.1 染料废水污染现状 |
1.1.2 染料的分类及其发色机理 |
1.1.3 偶氮染料废水的特点及危害 |
1.2 偶氮染料废水处理方法 |
1.2.1 物理法 |
1.2.2 化学法 |
1.2.3 生物法 |
1.3 漆酶的研究概况 |
1.3.1 漆酶的来源与分布 |
1.3.2 细菌漆酶CotA蛋白的研究概况 |
1.3.3 细菌漆酶CotA蛋白的结构 |
1.3.4 漆酶的催化机理和漆酶介体系统 |
1.4 漆酶的分子改造研究进展 |
1.4.1 理性设计 |
1.4.2 非理性设计 |
1.4.3 半理性设计 |
1.5 论文立题依据 |
1.6 主要研究内容 |
第二章 材料与方法 |
2.1 实验材料 |
2.1.1 菌种与质粒 |
2.1.2 主要仪器 |
2.1.3 主要试剂 |
2.1.4 培养基与溶液 |
2.2 实验方法 |
2.2.1 CotA漆酶的生物信息学分析 |
2.2.2 饱和突变体库的构建及筛选 |
2.2.3 感受态细胞的制备、转化及验证 |
2.2.4 CotA漆酶的诱导表达和分离纯化 |
2.2.5 CotA漆酶的酶活检测 |
2.2.6 CotA漆酶的酶学性质研究 |
2.2.7 CotA漆酶对活性黑5的脱色 |
2.2.8 活性黑5脱色条件优化 |
2.2.9 CotA漆酶突变体KA降解活性黑5的产物分析 |
2.2.10 CotA漆酶突变体KA降解活性黑5的毒性测定 |
2.2.11 CotA漆酶突变体KA在染料脱色中的应用 |
第三章 结果与讨论 |
3.1 CotA漆酶生物信息学分析 |
3.1.1 CotA漆酶的同源建模 |
3.1.2 底物结合关键氨基酸的预测 |
3.2 CotA漆酶饱和突变体库的构建及表达 |
3.3 饱和突变体库的筛选 |
3.4 CotA漆酶及其突变体的酶学性质研究 |
3.4.1 最适反应pH和pH稳定性 |
3.4.2 最适反应温度和温度稳定性 |
3.4.3 金属离子对CotA漆酶及其突变体酶活影响 |
3.4.4 CotA漆酶及其突变体动力学参数研究 |
3.5 最优突变体KA对活性黑5的脱色条件优化 |
3.5.1 pH对CotA漆酶突变体KA处理活性黑5的影响 |
3.5.2 温度对CotA漆酶突变体KA处理活性黑5的影响 |
3.5.3 染料浓度对CotA漆酶突变体KA处理活性黑5的影响 |
3.5.4 介体对CotA漆酶突变体KA处理活性黑5的影响 |
3.6 CotA漆酶突变体KA对活性黑5的脱色机理研究 |
3.6.1 紫外-可见光谱分析 |
3.6.2 UPLC-MS分析 |
3.6.3 降解途径推断 |
3.7 降解产物毒性分析 |
3.8 CotA漆酶突变体KA在染料脱色中的应用 |
主要结论与展望 |
主要结论 |
展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录Ⅰ:作者在攻读硕士学位期间发表的论文 |
附录Ⅱ:基因序列 |
(6)阵列电极式微生物燃料电池稳定性及其对典型染料污染物的脱色去除研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 前言 |
1.1 引言 |
1.2 微生物燃料电池的概述 |
1.2.1 微生物燃料电池的发展史 |
1.2.2 微生物燃料电池的基本原理 |
1.2.3 微生物燃料电池的基本分类 |
1.2.4 影响微生物燃料电池的因素 |
1.2.5 MFCs的相关应用 |
1.3 微生物燃料电池有关放大研究进展 |
1.4 染料废水的去除研究现状 |
1.5 研究的目的、意义和研究内容 |
1.5.1 研究的主要目的和意义 |
1.5.2 主要研究内容 |
1.5.3 研究的创新性 |
第二章 多电极阵列式MFC长期运行过程中性能探究 |
2.1 引言 |
2.2 实验材料与方法 |
2.2.1 实验仪器及药品 |
2.2.2 电极材料的制备 |
2.2.3 MFC的构建与运行 |
2.2.4 MFC的电化学测量 |
2.3 实验结果与讨论 |
2.3.1 MFC的内阻变化 |
2.3.2 MFC阳极性能分析 |
2.3.3 MFC长期运行过程在产电性能分析 |
2.3.4 更换电阻后MFC的电压输出变化 |
2.4 与文献报道的长期运行大体积反应器比较 |
2.5 本章小结 |
第三章 多阴极阵列式MFCs去除酸性橙7的研究 |
3.1 引言 |
3.2 实验材料和制备 |
3.2.1 实验仪器与试剂 |
3.2.2 MFCs的构建 |
3.2.3 MFCs的启动与运行 |
3.2.4 数据记录与计算 |
3.2.5 酸性橙7的紫外检测 |
3.2.6 高效液相色谱(HPLC)测定产物对氨基苯磺酸(SA) |
3.3 结果与讨论 |
3.3.1 MFCs的产电性能 |
3.3.2 酸性橙7的存在对生物种群的影响 |
3.3.3 酸性橙7的存在对MFCs的功率输出影响 |
3.3.4 酸性橙7在MFCs中的去除 |
3.3.5 酸性橙7的降解产物 |
3.3.6 对MFC的脱色液进行进一步处理 |
3.4 与其他处理酸性橙7反应器的对比 |
3.5 放大式S-MFC去除酸性橙7的意义 |
3.6 本章小结 |
第四章 MFCs对染料废水结晶紫的去除及性能探究 |
4.1 引言 |
4.2 实验材料与方法 |
4.2.1 实验仪器及药品 |
4.2.2 电极材料的制备 |
4.2.3 MFC的构建与运行 |
4.2.4 MFC的电化学测量 |
4.2.5 结晶紫的紫外检测 |
4.3 结果与讨论 |
4.3.1 结晶紫的加入对MFC输出电压的影响 |
4.3.2 结晶紫的浓度对MFC极化曲线的影响 |
4.3.3 MFC对结晶紫的去除 |
4.3.4 结晶紫去除过程中的红外变化 |
4.4 本章小结 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
致谢 |
(7)糖蜜纳滤脱色过程机理及高性能脱色膜制备的研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 引言 |
1.1 糖蜜的资源化利用 |
1.1.1 糖蜜的来源和利用 |
1.1.2 糖蜜色素脱除 |
1.2 疏松纳滤膜 |
1.2.1 疏松纳滤膜的制备 |
1.2.2 疏松纳滤膜在资源回收中的应用 |
1.3 本研究内容和意义 |
第2章 糖蜜膜法脱色过程中的色素/蔗糖分离机理研究 |
2.1 引言 |
2.2 实验部分 |
2.2.1 实验材料 |
2.2.2 实验设备和过程 |
2.2.3 检测和表征方法 |
2.2.4 数据计算和处理 |
2.2.5 数据模拟分析 |
2.3 结果与讨论 |
2.3.1 膜性质的影响 |
2.3.2 糖蜜料液组分的影响 |
2.3.3 膜过程参数的影响 |
2.4 本章小结 |
第3章 界面聚合后处理制备疏松纳滤脱色膜 |
3.1 引言 |
3.2 实验部分 |
3.2.1 实验材料 |
3.2.2 界面聚合和后处理膜制备 |
3.2.3 检测和表征方法 |
3.2.4 膜性能测试 |
3.2.5 截留分子量和孔径分布计算 |
3.3 结果与讨论 |
3.3.1 纳滤膜分离性能 |
3.3.2 纳滤膜的物理化学结构表征 |
3.3.3 界面聚合后处理的机理讨论 |
3.3.4 疏松纳滤膜的糖蜜脱色应用 |
3.4 本章小结 |
第4章 界面聚合“刻蚀增强”制备抗溶胀疏松纳滤脱色膜 |
4.1 引言 |
4.2 实验部分 |
4.2.1 实验材料 |
4.2.2 界面聚合和后处理刻蚀过程 |
4.2.3 检测和表征方法 |
4.2.4 膜性能测试 |
4.2.5 溶胀率定义和通量/截留率的变化率测定 |
4.3 结果与讨论 |
4.3.1 界面聚合制备多组分复合纳滤膜 |
4.3.2 后处理刻蚀制备疏松纳滤膜 |
4.3.3 物理化学结构表征 |
4.3.4 抗溶胀机理讨论 |
4.3.5 糖蜜脱色实际应用 |
4.4 本章小结 |
第5章 总结和展望 |
5.1 总结 |
5.2 创新点 |
5.3 展望 |
参考文献 |
致谢 |
作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
(8)大气压等离子体在降解模拟印染废水中的应用研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 印染废水的来源及危害 |
1.3 传统处理方法研究现状 |
1.3.1 常规物化法 |
1.3.2 生物法 |
1.4 高级氧化技术研究现状 |
1.5 等离子体技术应用于印染废水处理 |
1.5.1 等离子体概述 |
1.5.2 等离子体放电原理 |
1.5.3 低温等离子体水处理技术的研究现状 |
1.5.4 辉光放电技术在降解印染废水中的原理 |
1.6 主要工作及章节安排 |
第2章 实验装置与监测方法 |
2.1 仪器设备及实验药品 |
2.2 循环反应装置 |
2.3 光纤光谱仪监测原理 |
2.4 反应装置电路及部件 |
2.5 亚甲基蓝染料溶液浓度监测方法 |
2.6 亚甲基蓝染料降解率的计算 |
2.7 本章小结 |
第3章 实验结果与分析 |
3.1 气电参数对亚甲基蓝降解效果的影响 |
3.1.1 电流强度对亚甲基蓝降解效果的影响 |
3.1.2 电极距离对亚甲基蓝降解效果的影响 |
3.1.3 气体流量对亚甲基蓝降解效果的影响 |
3.2 溶液初始条件对亚甲基蓝降解效果的影响 |
3.2.1 初始浓度对亚甲基蓝降解效果的影响 |
3.2.2 初始p H对亚甲基蓝降解效果的影响 |
3.2.3 初始电导率对亚甲基蓝降解效果的影响 |
3.3 添加剂对亚甲基蓝降解效果的影响 |
3.3.1 乙醇和异丙醇对亚甲基蓝降解效果的影响 |
3.3.2 过氧化氢H_2O_2和过氧化氢酶CAT对亚甲基蓝降解效果的影响 |
3.3.3 二价铁和纳米铁粉对亚甲基蓝降解效果的影响 |
3.4 环境气体与工作气体对亚甲基蓝降解效果的影响 |
3.4.1 工作气体为氩气,改变环境气体对亚甲基蓝降解效果的影响 |
3.4.2 环境气体为空气,改变工作气体对亚甲基蓝降解效果的影响 |
3.4.3 隔绝空气对亚甲基蓝降解效果的影响 |
3.5 本章小结 |
第4章 测试结果与分析 |
4.1 化学需氧量COD测试 |
4.2 高效液相色谱质谱联用LC-MS测试 |
4.3 亚甲基蓝分子降解过程分析 |
4.4 本章小结 |
第5章 总结与展望 |
5.1 总结 |
5.2 主要创新点 |
5.3 展望 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间的科研成果 |
致谢 |
(9)电化学析氢增效零价铁还原硝酸盐研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.1.1 地表水污染现状 |
1.1.2 硝酸盐的来源及危害 |
1.2 硝酸盐污染的处置方法 |
1.2.1 生物处置技术 |
1.2.2 物理化学处置技术 |
1.2.3 化学还原处置技术 |
1.2.4 电化学还原处置技术 |
1.3 纳米零价铁的研究进展 |
1.4 课题主要研究内容及创新性 |
1.4.1 课题主要研究内容 |
1.4.2 课题创新性 |
第2章 实验材料与方法 |
2.1 实验药品与仪器 |
2.1.1 实验药品 |
2.1.2 实验仪器 |
2.2 实验材料的制备 |
2.2.1 纳米零价铁(Fe~0)颗粒的制备 |
2.2.2 磷化镍/碳布(Ni_2P/CC)电极的制备 |
2.2.3 Fe~0/Ni_2P/CC复合电极的制备 |
2.2.4 实验装置 |
2.3 材料的物理表征 |
2.3.1 X射线衍射(XRD) |
2.3.2 扫描电子显微镜(SEM) |
2.3.3 X射线能量色散谱(EDS) |
2.3.4 X射线光电子能谱(XPS) |
2.4 硝酸盐产物指标的评价体系 |
2.4.1 分析方法 |
2.4.2 评价方法 |
2.5 本章小结 |
第3章 Fe~0+Ni_2P/CC还原硝酸盐的研究 |
3.1 实验材料的形貌结构分析 |
3.1.1 Fe~0微粒的表征分析 |
3.1.2 Ni_2P/CC电极的表征分析 |
3.2 Fe~0+Ni_2P/CC还原硝酸盐性能研究 |
3.2.1 反应时间的影响 |
3.2.2 Fe~0颗粒投加量对还原硝酸盐的影响 |
3.2.3 初始pH值对还原硝酸盐的影响 |
3.2.4 电流密度对还原硝酸盐的影响 |
3.2.5 初始浓度对还原硝酸盐的影响 |
3.2.6 共存离子对还原硝酸盐的影响 |
3.3 最优条件下Fe~0+Ni_2P/CC处置模拟废水 |
3.4 废弃Fe~0颗粒的资源化利用 |
3.5 本章小结 |
第4章 Fe~0/Ni_2P/CC电极还原硝酸盐的研究 |
4.1 Fe~0/Ni_2P/CC电极的形貌结构分析 |
4.2 Fe~0/Ni_2P/CC电极还原硝酸盐性能研究 |
4.2.1 反应时间的影响 |
4.2.2 初始pH值对还原硝酸盐的影响 |
4.2.3 电流密度对还原硝酸盐的影响 |
4.2.4 初始浓度对还原硝酸盐的影响 |
4.2.5 共存离子对还原硝酸盐的影响 |
4.3 Fe~0/Ni_2P/CC电极的耐久性 |
4.4 Fe~0/Ni_2P/CC反应时间的影响 |
4.5 Fe~0/Ni_2P/CC电极还原硝酸盐的机理研究 |
4.6 Fe~0/Ni_2P/CC电极资源化利用 |
4.7 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果 |
致谢 |
(10)醌/石墨烯修饰聚氨酯泡沫强化偶氮染料厌氧生物脱色研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
主要符号表 |
缩写符号表 |
1 绪论 |
1.1 偶氮染料废水处理技术研究进展 |
1.1.1 物理法处理偶氮染料废水 |
1.1.2 化学法处理偶氮染料废水 |
1.1.3 生物法处理偶氮染料废水 |
1.2 偶氮染料生物脱色机理 |
1.2.1 偶氮还原酶 |
1.2.2 希瓦氏菌的跨膜电子传递 |
1.3 醌和石墨烯强化污染物生物转化研究进展 |
1.3.1 醌介体强化污染物生物转化研究进展 |
1.3.2 石墨烯强化污染物生物转化研究进展 |
1.4 本文主要研究思路、意义与研究框架 |
2 醌介体修饰聚氨酯泡沫催化性能的稳定性 |
引言 |
2.1 实验材料 |
2.1.1 实验所用菌群 |
2.1.2 实验试剂与材料 |
2.1.3 实验仪器 |
2.1.4 培养基和缓冲溶液 |
2.2 实验方法 |
2.2.1 AQS-PUF的制备 |
2.2.2 吸附实验 |
2.2.3 批次脱色实验 |
2.2.4 反应器的建立与运行 |
2.2.5 分析测定方法 |
2.3 结果与讨论 |
2.3.1 反应器运行条件优化 |
2.3.2 HRT和pH对RR K-2G生物脱色的影响 |
2.3.3 RR K-2G浓度对其生物脱色的影响 |
2.3.4 AQS-PUF催化性能稳定性研究 |
2.3.5 菌群结构分析 |
2.4 本章小结 |
3 醌/石墨烯修饰聚氨酯泡沫强化AR18的厌氧生物脱色 |
引言 |
3.1 实验材料 |
3.1.1 实验菌株 |
3.1.2 实验试剂与材料 |
3.1.3 实验仪器 |
3.1.4 培养基和缓冲溶液 |
3.2 实验方法 |
3.2.1 醌还原菌的分离与鉴定 |
3.2.2 AQS-rGO-PUF的制备 |
3.2.3 批次脱色实验 |
3.2.4 分析测定方法 |
3.3 结果与讨论 |
3.3.1 AQS-rGO-PUF的表征 |
3.3.2 AQS-rGO-PUF强化AR18生物脱色研究 |
3.3.3 rGO和AQS浓度对AR18生物脱色的影响 |
3.3.4 AQS和rGO对AR 18生物脱色的协同机理 |
3.3.5 AQS-rGO-PUF催化性能稳定性研究 |
3.4 本章小结 |
4 氧化石墨烯对醌与石墨烯协同效应的影响 |
引言 |
4.1 实验材料 |
4.1.1 实验菌株 |
4.1.2 实验试剂与材料 |
4.1.3 实验仪器 |
4.1.4 培养基和缓冲溶液 |
4.2 实验方法 |
4.2.1 不同pH下菌株RQs-106的生长 |
4.2.2 GO的生物还原及批次脱色实验 |
4.2.3 电导率测定 |
4.2.4 分析测定方法 |
4.3 结果与讨论 |
4.3.1 GO厌氧生物还原条件的优化 |
4.3.2 GO的生物还原及rGO介导的AR 18生物脱色研究 |
4.3.3 AQS对GO还原的影响及协同效应的产生 |
4.3.4 rGO与AQS对AR18生物脱色的协同机理分析 |
4.4 本章小结 |
5 胞外黄素对固定化醌及氧化石墨烯还原的影响 |
引言 |
5.1 实验材料 |
5.1.1 菌株与质粒 |
5.1.2 培养基及溶液的配置 |
5.1.3 实验试剂、材料及试剂盒 |
5.1.4 敲除及回补所使用引物序列 |
5.1.5 实验仪器及设备 |
5.2 实验方法 |
5.2.1 敲除和回补菌株的构建 |
5.2.2 菌株的好氧/厌氧培养 |
5.2.3 批次脱色实验 |
5.2.4 菌株对AQS-PUF的还原能力测定 |
5.2.5 GO的生物还原 |
5.2.6 分析测定方法 |
5.3 结果与讨论 |
5.3.1 bfe基因敲除及回补菌株的获得 |
5.3.2 bfe基因对菌株RQs-106生长及黄素分泌的影响 |
5.3.3 bfe基因对AQS-PUF介导的AR 18生物脱色的影响 |
5.3.4 bfe基因对GO生物还原的影响 |
5.4 本章小结 |
6 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 创新点 |
6.3 展望 |
参考文献 |
附录A 菌株Shewanella oneidensis MR-1 FAD外排基因序列 |
附录B 菌株Shewanella sp. RQs-106 FAD外排基因序列 |
附录C 菌株Shewanella sp. RQs-106 bfe(c)序列 |
附录D MR-1和RQs-106中bfe编码的蛋白序列比对结果 |
附录E 菌株Shewanella sp. RQs-106全基因组图谱 |
作者简介 |
攻读博士学位期间科研项目及科研成果 |
致谢 |
四、废水脱色的通用方法(论文参考文献)
- [1]不同温度条件下厌氧处理糖蜜酒精废水过程及关联微生物的研究[D]. 钱丰. 广西大学, 2021(12)
- [2]高盐度复杂染料废水脱色菌群的降解特性[J]. 李进家,范晓丹,张道虹,袁正通,周佳滢,王雪琦. 中国环境科学, 2021(06)
- [3]微生物固定化处理亚甲基蓝废水实验研究[D]. 苏会敏. 东北石油大学, 2021
- [4]印染废水生化处理微生物菌群的选育及应用[D]. 许胜杰. 江南大学, 2021(01)
- [5]CotA漆酶活性残基饱和突变提高对活性黑5的脱色活性及其降解机理研究[D]. 马慧. 江南大学, 2021(01)
- [6]阵列电极式微生物燃料电池稳定性及其对典型染料污染物的脱色去除研究[D]. 魏瑾辉. 扬州大学, 2021(08)
- [7]糖蜜纳滤脱色过程机理及高性能脱色膜制备的研究[D]. 郭世伟. 中国科学院大学(中国科学院过程工程研究所), 2021
- [8]大气压等离子体在降解模拟印染废水中的应用研究[D]. 颛孙梦临. 广西师范大学, 2021(10)
- [9]电化学析氢增效零价铁还原硝酸盐研究[D]. 牛倩倩. 燕山大学, 2021(01)
- [10]醌/石墨烯修饰聚氨酯泡沫强化偶氮染料厌氧生物脱色研究[D]. 周杨. 大连理工大学, 2021