一种利用生物电化学系统处理偶氮染料废水的方法
【专利摘要】本发明涉及一种偶氮染料废水处理方法，特别涉及一种采用生物电化学系统对含偶氮染料废水的去除及染料分子脱色降解的处理方法，属于环境保护领域。其具体方法为：生物电化学系统装置如图1所示：1：阳极室:2：阳极进水管3：电阻4：阴极出水管5阴极室，6：碳毡，7：分隔膜，8:连接阴阳极室间的输水管及阀门。阳极室接种活性污泥，以甲基橙为代表的偶氮染料和葡萄糖为营养源，使其在电极材料上富集高效降解甲基橙的电化学活性菌；阴极为好氧生物阴极；通过导线将阴阳极连接形成生物电化学系统。甲基橙在阳极室中脱色后出水接入到阴极室，在芽孢杆菌催化下完全降解。本发明的优点是：处理效果好，无二次污染，能量消耗低，水处理成本低。
【专利说明】一种利用生物电化学系统处理偶氮染料废水的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种偶氮染料废水处理方法，特别涉及一种采用生物电化学系统对含偶氮染料废水的去除及染料分子脱色降解的处理方法，属于环境保护领域【背景技术】。
【背景技术】
[0002]2010年我国染料产量达到75.6万吨，占世界染料总产量的60%，居世界首位。同时，染料行业也属高能耗、高污染产业。偶氮染料是各行业中应用最为广泛的一类合成染料，占有机染料产品总量的80%，是由芳香胺通过有机反应合成的，所以偶氮染料及其代谢产物具有很强的生物毒性，特殊情况下可分解产生20多种致癌芳香胺，经活化可改变人体DNA结构，引起病变甚至诱发癌症。偶氮染料废水排放量大、成分复杂，可生化性差，属于难降解废水，传统的处理方法很难使其达标。
[0003]目前对于偶氮染料的脱色主要有物理法、化学法和生物法。物理法主要包括吸附法、磁分离法、膜分离法、超声波气阵法等，其中吸附法应用最广泛。化学法主要有氧化法、电解法、混凝法。处理过程中，物理化学方法及其与生物技术结合的方法可以对偶氮染料进行有效降解，但是成本比较高、易产生二次污染。与能耗高、花费大的物理化学法相比，生物处理方法因其经济性，为众多工业废水处理工艺所青睐。常用的生物处理方法主要包括好氧处理、厌氧处理和厌氧一好氧处理三种，但生物法处理耗时长，对于来水水质的适应性不强。因此，采用更优的方法处理偶氮染料废水是一个挑战。
【发明内容】
[0004]1:技术方案
本发明的目的是提供一种生物电化学系统对偶氮染料脱色去除的方法。
[0005]2具体方法为:
(I)阳极室采用预先富集的高效降解甲基橙的具有电化学活性菌形成的生物膜将甲基橙脱色，缩短生物电化学系统的启动时间。
[0006](2)将厌氧阳极脱色后的甲基橙废水通过阴阳间的连接管引入到阴极室中，利用阴极室中的芽孢杆菌将甲基橙降解为无毒小分子。
[0007]本发明的优点是:染料废水处理效果好，无二次污染，能量消耗低，水处理成本低，保护环境。
[0008]【专利附图】
【附图说明】:
图1是生物电化学系统装置图；
图2是甲基橙脱色效率随时间变化图；
图3是甲基橙脱色后全光谱图。
[0009]
【具体实施方式】
将预先富集的高效降解甲基橙的具有电化学活性菌在碳毡上生物膜放入阳极室中，以500mg/L和0.36葡萄糖做共基质，在阳极中将甲基橙脱至无色后，打开阀门将阳极室处理后的水引至阴极室，利用阴极室中的芽孢杆菌将阳极室中的废水继续进行处理至为无毒的小分子物质。阳极进水初始进水PH为9，在阳极室中经72小时，脱色率可达95% (图2所示)，COD去除率为20%，在阴极室中处理48小时后，COD去除率达到56%，出水pH为6.5，出水经全光谱及液相色谱检测为无毒小分子物质(图3所示)。对照组采用同样的装置但是阴阳极间未用导线连接形成回路，出水PH为3.0，此系统可以在降解染料的同时大大缓解在处理过程中出现的水体酸化问题。
【权利要求】
1.一种利用生物电化学系统处理偶氮染料废水的方法，其特征在于: (1)生物电化学系统包括:1:阳极室:2:阳极进水管3:电阻4:阴极出水管5阴极室，6:碳毡，7:分隔膜，8:连接阴阳极室间的输水管及阀门； (2)阳极室采用预先富集的高效降解甲基橙的具有电化学活性菌形成的生物膜将甲基澄脱色； (3)将厌氧阳极脱色后的甲基橙废水引入到以生物阴极电化学系统中，利用阴极中的芽孢杆菌将甲基橙降解为无毒小分子。
2.按照权利要求书I的方法，在阳极室中经72小时，脱色率可达95%，COD最终去除率达到56%，初始pH为9的染料废水排放时pH为6.5。
【文档编号】C02F3/34GK104370376SQ201410647626
【公开日】2015年2月25日 申请日期:2014年11月17日 优先权日:2014年11月17日
【发明者】陈立香, 赵峰, 郑琦 申请人:中国科学院城市环境研究所