生物膜电极降解对氨基二甲基苯胺的研究.pdfVIP

第10届全国有机电化学和工业学术会议论文集 生物膜电极降解对氨基二甲基苯胺的研究 ．‘， 康博1，林海波扣，张雪娜1，寅丽敏1，张应玖2 (1吉林大学化学学院。长春130021；2吉林大学分子酶学工程教育部重点实验室，长春130021) 摘要本文以香兰素废水中的主要污染物对氨基二甲基苯胺为目标降解物，分别采用电化学氧化法，微生物法以及生物 膜电极法进行降解实验，从而寻找一条经济、高效、绿色的香兰素废水处理方法．结果表明，活性污泥中的微生物在经 过大约20天的驯化后，体系中大量存在着以目标有机污染物为食的专性菌．同时生物膜电极也逐渐形成，且具有稳定 性．在25℃，pH值为6~7的条件下，采用生物膜电极反应器降解对氨基二甲基苯胺，可提高生物毒性物质微生物降解的 生化可降解性，大大降低了电能耗，且在降解过程解决了电化学氧化过程中有害的含氯有机物带来的二次污染问题． 关键词香兰素，生物膜电化学反应器，降解，对氨基二甲基苯胺 香兰素废水中含有大量的芳香族有机化合物和无机氯离子，对氨基二甲基苯胺是主要成分， BODJCOD。一般在0．I-4)．2之问，生物可降解性差【l】．研究表明，在氯离子存在下，间接电化学氧化可有 效降解对氨基二甲基苯胺，但同时可能产生一些有害的含氯有机物，从而带来二次污染问题【2】． 生物膜电极法(Bio-electroReactor，简称BER)是生物膜法和电化学法相结合发展起来的一种新的 废水处理技术．该法将微生物固定在电极表面，形成一层生物膜，然后在低电压的直流电作用下使污染 物在生物和电化学的双重作用下得到降解．它充分利用了生物的生命代谢作用和电化学的氧化还原能 力，以及两相间较高的传质特点，具有高效、经济、管理方便等优点． 本文采用生物膜电极法降解对氨基二甲基苯胺，并与生物法和电化学降解效果进行了比较，结果表 明，生物膜电极法具有突出的效率和经济性． 1实验部分-+ ’ 1．1膜电极的制备 从某处理厂取浓缩污泥，稀释后每两天按质量比100：5：1向其 中投加葡萄糖、磷酸二氢钾及氯化铵，同时向体系曝氧气，复壮5 天后将活性污泥投入反应槽中，以对氨基二甲基苯胺逐渐取代葡 萄糖量。向Ti网(1．A2，3．0x3．0cm2)通以2mA的微电流培养驯 化12天．此时，Ti网表面生成大量的对氨基二甲基苯胺专性降解 菌，表明对氨基二甲基苯胺的生物膜电极制备完成． Amperometer(2)；Ti／Pb02anode(3)； 1．2实验方法 Bio-membrdne cathode(4)；Electrolysis 实验在生物膜电极反应器中进行，如图l所示．反应器为 ‘ cell(5)；Constanttemperaturecell(6)． 250ml的无隔膜电解槽，阳极为Ti／：Pb02氧化物涂层电极，阴极为 对氨基二甲基苯胺的生物膜电极．阴、阳极面积均为3．0X3．0cm2，电极间距5．0mm，分别在给定2mA 的微电流和不通入电流条件下降解对氨基二甲基苯胺，对氨基二甲基苯胺的间接电氧化实验如文献[21．采 用Ti／Pb02氧化物涂层阳极，电流密度为50mk]cm2，pH6~7，恒温水浴，温度控制25+IC．对氨基二 甲基苯胺的初始浓度为100ppm，每1小时取样分析对氨基二甲基苯胺浓度、溶液的COD和TOC． ’联系人l林海波，42岁，教授．研究方向：电化学与电化学工程．E-mail：lhb910@jlu．edu．cn 寅丽敏：北京铁路二中高级教师，从事化学教育工作，现在吉林大学进修． 基金项目：国家自然科学基金面上项目(No和国家。十五”科技攻关重点项目(2004BA313B·17)资助． 316 第10届全国有机电化学和工业学