加脂劑和芳香族有機(jī)鞣劑對(duì)染料可生物降解的影響研究.pdf

1、隨著社會(huì)環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)及各級(jí)政府環(huán)保執(zhí)法力度的加強(qiáng)，皮革的清潔化生產(chǎn)成為企業(yè)開拓市場(chǎng)的重要元素之一。實(shí)現(xiàn)皮革清潔生產(chǎn)的關(guān)鍵是在生產(chǎn)過程中消除或消減污染，包括更環(huán)保的皮革化學(xué)品分子設(shè)計(jì)。研究皮革化學(xué)品共基質(zhì)降解一方面能更真實(shí)的反應(yīng)皮革化料在廢水處理階段的殘留情況；另一方面可為更環(huán)保的皮革化學(xué)品分子設(shè)計(jì)提供理論基礎(chǔ)。染料是制革廢水中主要污染物之一，其多為芳香化合物，難以生物降解，即使廢水中殘存的染料濃度很低，排入水體也會(huì)造成水體透光率和氣體

2、溶解度降低，導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)的破壞?，F(xiàn)有制革廢水工藝對(duì)染料的處理主要依靠厭氧脫色和好氧吸附兩個(gè)階段。皮革化學(xué)品中的加脂劑較易降解，具有為染料的降解提供有效的碳源和能源以促進(jìn)其生物降解的可能性。
　　本文以多種加脂劑商品為實(shí)驗(yàn)材料，測(cè)定了加脂劑對(duì)偶氮染料的脫色降解的影響。結(jié)果表明，在好氧條件下，易降解加脂劑由于能促進(jìn)生物生長，從而提高制革活性污泥對(duì)染料的吸附作用，其中以磷酸酯鹽類加脂劑促進(jìn)作用最大。而在厭氧條件下，帶磷酸基團(tuán)加脂劑由于誘

3、導(dǎo)聚磷菌的大量生長，聚磷菌在厭氧條件下合成聚羥基丁酸（PHB），與染料的偶氮還原過程形成競爭性抑制作用，從而染料的厭氧脫色作用被完全抑制。同時(shí)，帶磷酸基團(tuán)加脂劑對(duì)偶氮染料抑制作用的劑量-效應(yīng)關(guān)系符合Monod模型。以酸性品紅6B為實(shí)驗(yàn)材料，卵磷脂加脂劑對(duì)酸性品紅6B脫色降解抑制作用的?Emax和K值分別為-0.597 days-1和212.503 mg/L；而磷酸化加脂劑對(duì)酸性品紅6B脫色降解抑制作用的?Emax和K值分別為-0.510

4、 days-1和170.573 mg/L。不帶磷酸基團(tuán)的易降解加脂劑由于降解過程中產(chǎn)生大量的還原態(tài)煙酰胺腺嘌呤二核苷酸（NADH）和還原態(tài)黃素（FADH2），促進(jìn)了染料的偶氮還原作用，從而提高了染料的厭氧脫色降解作用。同時(shí)，不帶磷酸基團(tuán)的易降解加脂劑對(duì)偶氮染料促進(jìn)作用的劑量-效應(yīng)關(guān)系符合Moser模型。以酸性品紅6B為實(shí)驗(yàn)材料，磺化加脂劑對(duì)酸性品紅6B脫色降解促進(jìn)作用的?Emax、K值和n值分別為0.491 days-1、667.981

5、 mg/L和6.053；而氧化-亞硫酸化牛蹄油對(duì)酸性品紅6B脫色降解促進(jìn)作用的?Emax、K值和n值分別為0.436 days-1、467.088 mg/L和8.311；而氧化-亞硫酸化魚油對(duì)酸性品紅6B脫色降解促進(jìn)作用的?Emax、K值和n值分別為0.626 days-1、645.914 mg/L和3.017。以氧化-亞硫酸化牛蹄油為共基質(zhì)材料，40種皮革染料商品均的脫色降解程度均有一定程度的提高。以礦物油為中性油的難降解加脂劑對(duì)染料

6、的脫色降解既無促進(jìn)作用也無抑制作用，而以陽離子基團(tuán)為親水基團(tuán)的難降解加脂劑由于具有一定的生物毒性，對(duì)染料的脫色降解具有抑制作用，但相比于帶磷酸基團(tuán)的加脂劑，陽離子型加脂劑對(duì)染料脫色降解的抑制作用較小。由于白腐菌能好氧降解染料，并能降低染料的生物毒性，從本地環(huán)境中分離出白腐菌 Y.Fungus，并測(cè)定了其對(duì)染料的脫色降解潛力。以9種常用皮革染料為實(shí)驗(yàn)材料，好氧條件下，該真菌在48 hours內(nèi)對(duì)20 mg/L染料具有一定程度的降解作用。Y

7、.Fungus脫色降解染料的最適條件為pH4.5、溫度40℃和震蕩頻率100 rpm。Y.Fungus對(duì)高濃度染料也具有極強(qiáng)的降解能力，染料的初始濃度低于100 mg/L，Direct Fast Bordeaux和Acid Red74的初始濃度與24 hours降解濃度呈線性關(guān)系。而由于Y.Fungus降解染料的木素降解酶系在次生代謝階段表達(dá)，對(duì)染料降解存在一個(gè)滯留時(shí)間，Acid Red74和Direct Black38的滯留時(shí)間分別為

8、6.074 hours和6.047 hours。根據(jù)白腐菌的特性，芳香族有機(jī)鞣劑存在影響染料脫色降解的可能性，本文以4種植物鞣劑和1種酚醛類合成鞣劑為實(shí)驗(yàn)材料，測(cè)定了其對(duì)染料脫色降解的影響，5種鞣劑對(duì)Acid Red74脫色降解具有一定程度的抑制作用，其中以酚醛類合成鞣劑的抑制作用最大。根據(jù)對(duì)不同培養(yǎng)物中木素降解酶系酶活的測(cè)定，植物鞣劑對(duì)染料脫色降解活性的抑制作用主要是由于鞣劑對(duì)染料的競爭性抑制作用，而酚醛鞣劑對(duì)染料脫色降解活性的抑制作