A method for enhancing azo dye removal by a single-chamber bioelectrochemical system dominated by electroactive microorganisms relates to the fields of bioelectrochemistry and sewage treatment. The present invention adopts a single-chamber bioelectrochemical system (BESs) with multiple working electrodes. The working potential is constant at 0.2V vs Ag/AgCl, and the electroactive microorganism is directionally enriched to construct a unipolar chamber bioelectrochemical system dominated by the electroactive microorganism, and the system is used to enhance the decolorization and degradation of azo dyes in water.
【技术实现步骤摘要】
一种电活性微生物主导的单室生物电化学系统强化偶氮染料去除的方法
本专利技术涉及生物电化学领域和污水处理领域,具体涉及一种电活性微生物主导的单室生物电化学系统强化水中偶氮染料去除的技术方法。
技术介绍
偶氮染料是染料中最大的化学分类,由于其价格低廉、性质稳定且色彩多于自然染料而被广泛地用于印染、造纸等行业的工业生产中。但是,偶氮染料废水具有极高的色度,若直接排放到自然水体,不仅会造成水体的视觉污染,其色度也会阻碍光线和氧气进入水体,严重威胁水生生物的生存,同时,偶氮染料毒性较大,难以被生物降解,因此偶氮染料废水的脱色脱毒处理一直是我国工业废水处理的重点和难点。偶氮染料的化学结构特征是在苯环上带有显色基团偶氮双键(-N=N-)及助色基团,如:硝基、磺酸基、卤代基等,这些基团具有强吸电子特性,使苯环电子云密度下降,处于高氧化态,氧化酶难以发生作用,但是,微生物可以通过厌氧呼吸作用使苯环上高氧化态基团发生亲荷取代,实现还原,进而使染料脱毒脱色。在众多以厌氧微生物呼吸为基础的厌氧工艺中,以生物膜反应器的应用最为广泛。生物膜反应器用于处理染料废水具有以下优势:首先,生物膜反应器对微生物的固定化作用,使其与活性污泥法相比,具有更大的微生物密度,微生物通过分泌胞外聚合物相互交联,增大了生物量,并提高了生物膜的稳定性,减少生物量的流失,降低了污泥的产量,工艺表现为污染物去除效率高,抗负荷冲击能力强;其次,生物膜反应器中成膜速度快,克服了厌氧条件下,微生物代谢生长缓慢的难题。生物电化学系统(BESs)是近三十年发展起来的一项突破性的技术,该技术的核心是在电极表面形成厌氧生物膜 ...
【技术保护点】
1.一种利用电活性微生物主导的单室生物电化学系统强化水中偶氮染料去除的技术方法,其特征在于,生物电化学系统为单极室构型,采用恒电位的方法富集电活性生物膜,构建生物电极,具体包括:(1)单极室生物电化学系统三电极体系:工作电极、对电极和参比电极工作电极:采用石墨棒为电极材料;对电极:采用铂网为电极材料;参比电极:Ag/AgCl;(2)恒电位构建电活性生物膜利用恒电位仪,将工作电位恒定在‑0.2V vs.Ag/AgCl参比电极条件下,接种污水处理厂二沉池厌氧污泥,接种体积比例1:1,并提供乙酸钠为碳源,乙酸钠的浓度为0.5~2g/L,使COD浓度在500~2000mg/L之间,达到一般含染料废水的COD浓度;采用序批式方式运行单室生物电化学系统,在石墨棒电极上定向驯化电活性微生物,形成稳定的生物膜,构建生物电极;(3)利用电活性微生物主导的单极室生物电化学系统强化染料脱色当生物电化学系统产生周期性电流,并稳定运行10个周期后,将偶氮染料加入到步骤(2)的系统中,以序批式运行反应器,处理偶氮染料,条件与步骤(2)相同,即污泥、碳源和恒电位相同。
【技术特征摘要】
1.一种利用电活性微生物主导的单室生物电化学系统强化水中偶氮染料去除的技术方法,其特征在于,生物电化学系统为单极室构型,采用恒电位的方法富集电活性生物膜,构建生物电极,具体包括:(1)单极室生物电化学系统三电极体系:工作电极、对电极和参比电极工作电极:采用石墨棒为电极材料;对电极:采用铂网为电极材料;参比电极:Ag/AgCl;(2)恒电位构建电活性生物膜利用恒电位仪,将工作电位恒定在-0.2Vvs.Ag/AgCl参比电极条件下,接种污水处理厂二沉池厌氧污泥,接种体积比例1:1,并提供乙酸钠为碳源,乙酸钠的浓度为0.5~2g/L,使COD浓度在500~2000mg/L之间,达到一般含染料废水的COD浓度;采用序批式方式运行单室生物电化学系统,在石墨棒电极上定向驯化电活性微生...
【专利技术属性】
技术研发人员:崔丹,陆晨,彭永臻,
申请(专利权)人:北京工业大学,
类型:发明
国别省市:北京,11
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