升流微生物催化电解反应器强化偶氮染料脱色-哈尔滨工业大学学报.pdf

第４５卷　第４期 哈　尔　滨　工　业　大　学　学　报 Ｖｏｌ４５ Ｎｏ４ 　 　 ２０１３年４月 ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＨＡＲＢＩＮＩＮＳＴＩＴＵＴＥＯＦＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ Ａｐｒ．２０１３ 　　　　　　 升流微生物催化电解反应器强化偶氮染料脱色 １，２ ２，３ ２，３ ２，３ 彭　晶 ，郭宇琦 ，崔　丹 ，王爱杰 （１．哈尔滨工业大学 建筑设计研究院，１５００９０哈尔滨；２．哈尔滨工业大学 市政环境工程学院，１５００９０哈尔滨； ３．哈尔滨工业大学 城市水资源与水环境国家重点实验室，１５００９０哈尔滨） 摘　要：针对传统偶氮染料处理方法效率低的缺点，利用新型升流式微生物催化电解反应器（ＵＢＥＲ）强化水中偶氮染料 茜素黄Ｒ（ＡＹＲ）还原脱色．反应器采用上升流、连续供水的运行方式，在较短水力停留时间４ｈ条件下，脱色率可达 －３ －１ ８２１％，脱色速率达１７４ｍｏｌ·ｍ ·ｄ ，出水色度８０倍．茜素黄Ｒ的脱色主要发生在ＵＢＥＲ的阴极区，是电化学反应 和电极微生物生物反应的共同结果，生物阳极也有一定的脱色能力．ＡＹＲ最终生成两种稳定产物对苯二胺和５－氨基水 杨酸，反应过程中无硝基中间产物的积累． 关键词：微生物催化电解；升流式微生物催化电解反应器；偶氮染料；茜素黄Ｒ；脱色 中图分类号：Ｘ７０３３；Ｘ７８８ 文献标志码：Ａ 文章编号：０３６７－６２３４（２０１３）０４－００５３－０５ Ａｚｏｄｙｅｄｅｃｏｌｏｒｉｚａｔｉｏｎｉｎａｎｕｐｆｌｏｗｂｉｏｃａｔａｌｙｚｅｄｅｌｅｃｔｒｏｌｙｓｉｓｒｅａｃｔｏｒ １ ２ ２ ２ ＰＥＮＧＪｉｎｇ，ＧＵＯＹｕｑｉ，ＣＵＩＤａｎ，ＷＡＮＧＡｉｊｉｅ （１．ＴｈｅＡｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅＤｅｓｉｇｎａｎｄＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，ＨａｒｂｉｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，１５００９０Ｈａｒｂｉｎ，Ｃｈｉｎａ； ２．ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｕｎｉｃｉｐａｌａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＨａｒｂｉｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，１５００９０Ｈａｒｂｉｎ，Ｃｈｉｎａ； ３．ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｆＵｒｂａｎＷａｔｅｒＲｅｓｏｕｒｃｅａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，ＨａｒｂｉｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，１５００９０Ｈａｒｂｉｎ，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｄｕｅｔｏｔｈｅｌｏｗｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｏｆｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌａｚｏｄｙｅｔｒｅａｔｍｅｎｔｐｒｏｃｅｓｓ，ｉｎｔｈｉｓｓｔｕｄｙａｎｏｖｅｌｕｐｆｌｏｗ ｂｉｏｃａｔａｌｙｚｅｄｅｌｅｃｔｒｏｌｙｓｉｓｒｅａｃｔｏｒｗａｓｕｓｅｄｆｏｒａｚｏｄｙｅａｌｉｚａｒｉｎｙｅｌｌｏｗＲ（ＡＹＲ）ｄｅｃｏｌｏｒｉｚａｔｉｏｎ．Ｔｈｅｒｅａｃｔｏｒ ｏｐｅｒａｔｅｄｉｎａｎｕｐｆｌｏｗ，ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｆｌｏｗｍｏｄｅ，ａｎｄｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅｄｅｃｏｌｏｒｉｚａｔｉｏｎｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｗａｓ －３ －１ ８２１％ ａｎｄｔｈｅｄｅｃｏｌｏｒｉｚａｔｉｏｎｒａｔｅｗａｓ１７４ｍｏｌ·ｍ ·ｄ ａｔＨＲＴｏｆ４ｈ．Ｔｈｅｃｈｒｏｍｉｎａｎｃｅｏｆｔｈｅｅｆｆｌｕｅｎｔ ｗａｓａｓｌｏｗａｓ８０．ＡＹＲｗａｓｍａｉｎｌｙｄｉｓｃｏｌｏｒｅｄｖｉａｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌｒｅａｃｔｉｏｎｉｎｔｈｅｃａｔｈｏｄｅｚｏｎｅｏｆＵＢＥＲ．Ｔｈｅ ｂｉｏａｎｏｄｅａｌｓｏｍａｄｅｓｏｍｅｃｏｎｔｒｉｂｕｔｉｏｎｔｏｔｈｅｄｅｃｏｌｏｒｉｚａｔｉｏｎ．Ｔｗｏｓｔａｂｌｅｐｒｏｄｕｃｔｓｐｐｈｅｎｙｌｅｎｅｄｉａｍｉｎｅａｎｄ５－ ａｍ