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應(yīng)用化學(xué)開題報告
隨著紡織工業(yè)的迅速發(fā)展，染料的品種和數(shù)量日益增加，其生產(chǎn)廢水已成為水環(huán)境的重點污染源之一。 下面是小編為大家準備的應(yīng)用化學(xué)開題報告。
據(jù)統(tǒng)計，在染料生產(chǎn)過程中，每生產(chǎn)1噸染料，要隨廢水損失2%的產(chǎn)品。而在印染過程中損失量更大，為所用染料的10%左右[1]。根據(jù)美國C.I(Color Index)，目前的染料已有數(shù)萬種之多，它們不但具有特定的顏色，而且結(jié)構(gòu)復(fù)雜，以高分子絡(luò)合物為多，結(jié)構(gòu)很難被打破，生物降解性較低，大多都具有潛在毒性，在環(huán)境中的歸趨依賴于很多未知因子。加之染料生產(chǎn)具有品種多、批量少、更新快的特點，致使染料廢水難找到行之有效的處理方法[2]，是當前國內(nèi)外水污染控制領(lǐng)域急需解決的一大難題。另據(jù)報道，染料廢水中含有的苯環(huán)基、偶氮基等基團的染料使人易患膀胱癌[3]，所以即使染料廢水中殘存染料組分的濃度很低，排入水體后也會造成水體的色度明顯增加，對水體生態(tài)系統(tǒng)造成嚴重的危害，而最終將導(dǎo)致水體生態(tài)系統(tǒng)的破壞。
目前，世界染料年產(chǎn)量約為80萬噸～90萬噸，并以0.5%的速度增長。我國染料的工業(yè)產(chǎn)量已達90萬噸/年，占世界染料總產(chǎn)量的25%，成為世界上最大的染料生產(chǎn)國，已成為名副其實的染料生產(chǎn)與使用大國[4]。同時，染料生產(chǎn)的品種也向多樣化方向發(fā)展，從1856年至今，染料品種已高達上萬種，各國經(jīng)常生產(chǎn)使用的約2000種[5]。按其化學(xué)結(jié)構(gòu)，染料可分為：偶氮染料、蒽醌染料、靛旋染料、硫化染料、菁染料、三芳基甲烷染料和雜環(huán)染料[6]。染料屬于高度穩(wěn)定的有機物，具有耐光、耐熱、抗物理(如水洗)與化學(xué)(如洗滌品)處理、抵御生物降解等特性。染料在生產(chǎn)的過程中，大約會有10%～15%的染料隨廢水排出。染料生產(chǎn)廢水具有“三高一低”(COD高、色度高、鹽度高和BOD/COD比值低)的特點，屬于難生化降解的有機工業(yè)廢水[7]。目前，國內(nèi)外常用的處理方法可分為兩大類：物理化學(xué)法和生物法。物理化學(xué)法主要包括：吸附法(如活性炭吸附)、絮凝沉降法、膜過濾法、化學(xué)氧化法(如Fenton氧化法、氧化法)、輻照法、離子交換法、電解法等。一般來講物理化學(xué)法能夠獲得較高的處理效率，但是存在的主要問題是處理量較小、處理費用較高，投加的化學(xué)藥品還會引起二次污染，因而尋求一種高效、價廉的處理方法，成為各國研究學(xué)者關(guān)注目標。生物吸附劑能吸附多種污染物，是一種具有潛力的污染物處理方法，物理化學(xué)法相比生物吸附法以其無二次污染、可再回收利用重金屬、染料以及生物吸附劑、節(jié)能、高效等優(yōu)點受到廣大學(xué)者的親睞，已經(jīng)成為處理持久性有機污染物研究的熱點和重點。
生物吸附法最早由Ruchhoft提出，以活性污泥為吸附劑去除廢水中的(Pu)。此后，國內(nèi)外研究者圍繞生物吸附劑進行了廣泛而深入的研究。早期的生物吸附劑主要指微生物，如原核微生物中的細菌、放線菌，真核微生物中的酵母菌、霉菌等，以及藻類，但目前生物吸附劑的研究范圍已不僅限于微生物，例如吸附劑可以是動植物碎片等無生命的生物物質(zhì)，也可以是活的植物系統(tǒng)。近年來對微生物吸附染料的研究多是利用粉末狀菌體或固定化細胞，存在固液分離難或工藝復(fù)雜，處理成本高等問題，利用微生物液態(tài)發(fā)酵產(chǎn)生的菌絲球進行吸附處理，可以克服上述問題。
20世紀80年代《Science》首次報道了白腐真菌中的黃孢原毛平革菌(Phaner- ochaete chrysosporium)能向胞外分泌降解木質(zhì)素的酶，使降解木質(zhì)素研究取得了重大進展[8]。1983年，Glenn和Gold[9]首次證明了黃孢原毛平革菌對一些聚合染料的脫色降解作用，他們以Poly B-411、Poly R-481和Poly Y-606 三種染料為處理對象，指出這些聚合染料可以在木質(zhì)素過氧化物酶的催化下降解。1988年，Bumpus和Brock研究發(fā)現(xiàn)，黃孢原毛平草菌對堿性紫5BN這種三苯甲烷染料具有脫色降解效果。其降解過程中存在著去甲基化作用。1990年，Cripps等[10]又報道了黃孢原毛平革菌能夠降解偶氮染料和雜環(huán)染料。從此，開始了利用白腐真菌對染料工業(yè)廢水進行脫色降解處理的規(guī)律化研究。
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