浮選廢水中苯胺黑藥與外加基質(zhì)的共代謝特性

宋衛(wèi)鋒，嚴(yán) 明，孫水裕

(廣東工業(yè)大學(xué) 環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，廣州 510006)

浮選廢水中苯胺黑藥與外加基質(zhì)的共代謝特性

宋衛(wèi)鋒，嚴(yán) 明，孫水裕

(廣東工業(yè)大學(xué) 環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，廣州 510006)

采用自制SBR系統(tǒng)研究不同基質(zhì)與苯胺黑藥的共代謝特性。結(jié)果表明：在不同基質(zhì)種類和比例條件下，SBR系統(tǒng)的好氧反應(yīng)時(shí)間為3 h，反應(yīng)過(guò)程均可基本完成；幾種不同共代謝基質(zhì)促進(jìn)苯胺黑藥降解效率從高到低的順序?yàn)檎崽恰⒁宜徕c、葡萄糖、淀粉和維生素C；當(dāng)基質(zhì)與苯胺黑藥的質(zhì)量比為1:1時(shí)，苯胺黑藥的降解效率最高；以蔗糖為共代謝基質(zhì)的出水COD為70 mg/L，去除率達(dá)到87.3%，苯胺黑藥出水濃度為3.7 mg/L，降解率達(dá)到98%；以蔗糖與乙酸鈉作為混合基質(zhì)時(shí)，出水COD為84.70 mg/L，COD去除率為84.6%，苯胺黑藥濃度為13.55 mg/L，苯胺黑藥降解率為93.23%；對(duì)胺黑藥與蔗糖質(zhì)量比為1:1時(shí)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析，得到動(dòng)力學(xué)參數(shù)米氏常數(shù)Km=(1.600 8±0.080) mg/L、vmax=(0.264±0.006) mg/(L·min)。

苯胺黑藥；共代謝；SBR；動(dòng)力學(xué)

Abstract:Self-made sequencing batch reactor (SBR) was used to study the co-metabolism characteristics of aniline aerofloat with different substrates. The results show that the aerobic reaction process can be completed in 3 h regardless of substrate sort and the ratio of aniline aerofloat to substrate; the order of promoting degradation from high to low is as follows: sucrose, sodium acetate, glucose, amylum and vitamin C. When the mass ratio of aniline aerofloat to substrate is 1:1, the degradation efficiency of the aniline aerofloat is the highest, the COD in the effluent is 70 mg/L. When co-metabolism substrate is sucrose, the removing rate of COD is 87.3%, the concentration of aniline aerofloat in the effluent is just 3.7 mg/L and the degradation rate reaches 98%. The COD and aniline aerofloat in the effluent is 84.7 mg/L and 13.55 mg/L respectively when sucrose and sodium acetate are mixed as the compound substrate, 84.6% of COD is removed, and 93.23% of aniline aerofloat is degraded. The modified Michaelis-Menten equation was used to analyze the data at mass ratio of aniline aerofloat to substrate being 1:1 from the sucrose experiment, and the kinetics parameters are obtained as Km(1.600 8±0.080) mg/L and vmax(0.264±0.006) mg/(L·min).

Key words:aniline aerofloat; co-metabolism; sequencing batch reactor; kinetics

有色金屬礦山浮選廢水具有水量大、pH值高、含有機(jī)物和重金屬、生化降解性差和起泡性強(qiáng)等明顯特征，其中的污染物種類多、毒性強(qiáng)，對(duì)環(huán)境非常敏感。我國(guó)的選礦廢水排放量超過(guò)10億t/a，是主要的工業(yè)污染行業(yè)。近年來(lái)，浮選廢水處理技術(shù)有了較大發(fā)展，目前主要采用物理法和化學(xué)法[1]。苯胺黑藥(硫代磷酰二苯胺，(C6H5NH)2P(S)SH)是硫化礦有效的浮選捕收劑，被廣泛應(yīng)用于浮選作業(yè)中，對(duì) COD貢獻(xiàn)大，不易分解，是選礦廢水中的難降解物質(zhì)[2?3]。

共代謝指原本不能被代謝的物質(zhì)在外界提供碳源和能源的情況下被代謝的現(xiàn)象[4]，在難降解污染物與外加基質(zhì)共代謝反應(yīng)中，外界提供的碳源稱為一級(jí)基質(zhì)，用于微生物細(xì)胞增長(zhǎng)，并為微生物細(xì)胞活動(dòng)提供能量；被共代謝的物質(zhì)稱為二級(jí)基質(zhì)，不用于微生物細(xì)胞增長(zhǎng)，也不能為微生物細(xì)胞活動(dòng)提供能量。ZIAGOVA等[5]的研究表明：在有葡萄糖存在的條件下，2，4?二氯苯酚和 4?氯甲酚能夠很容易地被葡萄球菌共代謝。TOMKUO等[6]等的研究表明：用甲苯作為共代謝底物，在微生物的共代謝作用下可以有效地提高三氯乙烯的降解效率。VERCE等[7]研究了 1,2?二氯乙烯在以氯乙烯為初級(jí)基質(zhì)的好氧培養(yǎng)基中共代謝降解情況，發(fā)現(xiàn)共代謝對(duì)難降解二氯乙烯的降解有顯著的促進(jìn)作用?，F(xiàn)有的共代謝[8?14]研究表明：共代謝是降解污染物的一個(gè)有效途徑，對(duì)于不同的難降解污染物，不同基質(zhì)的降解效果也不同，確定合適的共代謝基質(zhì)，是共代謝研究的重要內(nèi)容之一。苯胺黑藥是浮選廢水中的主要難降解有機(jī)物，關(guān)于苯胺黑藥的共代謝研究尚未見(jiàn)報(bào)道，共代謝為解決含苯胺黑藥的廢水處理問(wèn)題提供了一種新思路。SBR生物反應(yīng)器以其運(yùn)行穩(wěn)定、處理效率高、耐沖擊負(fù)荷及結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等諸多優(yōu)點(diǎn)，在水處理工藝優(yōu)化方法中得到廣泛應(yīng)用。

本文作者以浮選廢水中主要有機(jī)藥劑苯胺黑藥為研究對(duì)象，利用SBR生物反應(yīng)器，選用合適的共代謝基質(zhì)對(duì)苯胺黑藥進(jìn)行生物降解處理，為選礦廢水的處理提供新途徑，為工程實(shí)踐提供理論依據(jù)。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 水樣

實(shí)驗(yàn)用浮選廢水根據(jù)實(shí)際選礦廢水經(jīng)過(guò)混凝沉淀+活性炭吸附預(yù)處理后的水質(zhì)情況進(jìn)行模擬，各項(xiàng)指標(biāo)盡量保持一致。為防止水樣在保存過(guò)程中的水質(zhì)變化，廢水均為新鮮配制，其中苯胺黑藥濃度為 200 mg/L，加入如下?tīng)I(yíng)養(yǎng)液(mg/L)：NH4Cl 25、KH2PO45、MgSO45、FeSO42、CaCl22。

1.2 實(shí)驗(yàn)裝置與方法

1.2.1 主要儀器和藥品

紫外分光光度計(jì)、COD快速消解儀、光學(xué)顯微鏡、蠕動(dòng)泵、充氧泵；苯胺黑藥為工業(yè)純(95%，質(zhì)量分?jǐn)?shù))，蔗糖、葡萄糖、淀粉、維生素C和乙酸鈉均為優(yōu)級(jí)純。

1.2.2 SBR系統(tǒng)

用有機(jī)玻璃材料定制相同規(guī)格的圓桶 SBR反應(yīng)器，直徑25 cm，深度40 cm，有效容積15 L，中間高度開(kāi)排水孔，進(jìn)水6 L，SBR采用間歇式進(jìn)水，水力停留時(shí)間恒定。實(shí)驗(yàn)裝置見(jiàn)圖1。

圖1 實(shí)驗(yàn)裝置示意圖Fig.1 Scheme of experimental apparatus

反應(yīng)器接種污泥取自廣州瀝滘污水處理廠二沉池沉淀污泥，SBR反應(yīng)器正常運(yùn)行期間污泥濃度為21.822 g/L。

1.2.3 實(shí)驗(yàn)方法

1) 反應(yīng)器運(yùn)行條件：實(shí)驗(yàn)室溫度20 ℃左右，濕度約75%，SBR反應(yīng)器位于陰暗處，避免陽(yáng)光直接照射，運(yùn)行周期8 h，其中曝氣6 h，沉淀1 h，排水0.5 h，進(jìn)水0.5 h。充氧泵空氣量為8 L/min (2×4 L/min)，從池底部曝氣，曝氣運(yùn)行溶解氧為 3 mg/L左右，進(jìn)水COD為500 mg/L左右，通過(guò)SBR反應(yīng)器底部的排泥口排放污泥，根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行情況，確定每7 d排放一次污泥，沉淀出水完成后排泥，每次500 mL。

2) 污泥馴化：二沉池活性污泥在 SBR反應(yīng)器中悶曝24 h以去除污泥中的有機(jī)物，然后在反應(yīng)器中加入葡萄糖、無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)鹽分和苯胺黑藥，進(jìn)水 6 L，葡萄糖初始濃度為500 mg/L，然后按比例逐漸降低其濃度至添加量為0，苯胺黑藥的濃度由0按比例逐漸增加至200 mg/L，在馴化過(guò)程中，每天檢測(cè)進(jìn)水和出水水質(zhì)，檢測(cè)微生物活性和系統(tǒng)運(yùn)行狀況。經(jīng)過(guò)40 d的馴化，進(jìn)水COD為530 mg/L左右，苯胺黑藥濃度為200 mg/L，系統(tǒng)趨于穩(wěn)定，表現(xiàn)出一定的降解效果。

3) 共代謝實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)中設(shè)置 6套規(guī)格相同的SBR反應(yīng)系統(tǒng)，分別編號(hào)為0、1、2、3、4和5，各個(gè)系統(tǒng)均在相同條件下運(yùn)行，用相同的馴化方法馴化至穩(wěn)定運(yùn)行。0號(hào)SBR系統(tǒng)作為對(duì)照組，只加含苯胺黑藥和營(yíng)養(yǎng)液成分的廢水，1、2、3、4和5號(hào)SBR系統(tǒng)分別加入蔗糖、葡萄糖、可溶性淀粉、維生素C和乙酸鈉作為外加基質(zhì)。實(shí)驗(yàn)中改變單一基質(zhì)與苯胺黑藥的比例，研究不同條件下的共代謝情況，以確定擇最佳共代謝基質(zhì)及其投加比例。每組實(shí)驗(yàn)重復(fù)進(jìn)行5次，以平均值作為實(shí)驗(yàn)結(jié)果。每次改變進(jìn)水條件之前，均要空載悶曝24 h后再進(jìn)行下一階段實(shí)驗(yàn)，以減小污泥對(duì)實(shí)驗(yàn)的干擾。在確定了最佳單一共代謝基質(zhì)之后，還對(duì)多種混合基質(zhì)的共代謝情況進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。

v1.2.4 分析方法

水樣：沉淀后取上清液，用定性濾紙過(guò)濾水中的懸浮顆粒雜質(zhì)后，再進(jìn)行相應(yīng)的分析。

CODCr：重鉻酸鉀法。

苯胺黑藥濃度：苯胺黑藥在紫外區(qū)的最大吸收波長(zhǎng)是230 nm，測(cè)定SBR反應(yīng)系統(tǒng)出水的吸光度，從而確定苯胺黑藥濃度。苯胺黑藥的標(biāo)準(zhǔn)曲線方程為A=0.051 5x+0.104 3，R2=0.999，工作曲線的有效濃度范圍是0～40 mg/L，有效濃度范圍以外的水樣，稀釋適當(dāng)?shù)谋稊?shù)，測(cè)其紫外吸光度，再進(jìn)行苯胺黑藥濃度計(jì)算。

2 結(jié)果與討論

2.1 SBR系統(tǒng)的啟動(dòng)與馴化

馴化過(guò)程中，逐漸降低葡萄糖濃度，同時(shí)增加苯胺黑藥濃度，經(jīng)過(guò)40 d的馴化培養(yǎng)，進(jìn)水中葡萄糖濃度為0 mg/L，苯胺黑藥濃度為200 mg/L。系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，出水水質(zhì)基本不變，COD去除率達(dá)到64.3%，苯胺黑藥的降解率為 93.4%，表明系統(tǒng)馴化成功。馴化過(guò)程中，對(duì)進(jìn)水和出水水質(zhì)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，及時(shí)了解系統(tǒng)運(yùn)行情況。顯微鏡觀察發(fā)現(xiàn)，系統(tǒng)運(yùn)行初期，生物群落豐富多樣、生物活性強(qiáng)、游離細(xì)菌數(shù)量多、代謝速率高、出水較好，隨著苯胺黑藥濃度的增加，系統(tǒng)微生物種類逐漸變得單一，數(shù)量有所減少，出現(xiàn)大量絲狀菌和短桿菌，且逐步成為種群主體生物。

馴化過(guò)程中，進(jìn)水葡萄糖和苯胺黑藥的比例在不斷變化，但進(jìn)水COD一直穩(wěn)定在500 mg/L左右，與實(shí)際選礦廢水基本一致。馴化期間，進(jìn)水和出水COD及苯胺黑藥濃度分別見(jiàn)圖2和3。

由圖2和3知，馴化初期苯胺黑藥幾乎沒(méi)有被降解，4 d后開(kāi)始表現(xiàn)出降解效果，降解效率較高。隨著苯胺黑藥濃度的增加，出水中苯胺黑藥始終保持在13.2 mg/L左右，但出水COD在180 mg/L左右保持穩(wěn)定，COD去除率約為64%，可能是系統(tǒng)對(duì)苯胺黑藥降解不徹底，產(chǎn)生了難降解的中間產(chǎn)物，導(dǎo)致出水COD偏高。因此，出水 COD更能真實(shí)地反映系統(tǒng)對(duì)苯胺黑藥的降解情況，但是出水苯胺黑藥的濃度也是系統(tǒng)降解效率的重要參數(shù)。

圖2 SBR系統(tǒng)馴化期間進(jìn)水和出水COD隨時(shí)間的變化Fig.2 COD changes of inflow and effluent during domestication of SBR system

圖3 馴化期間進(jìn)水和出水苯胺黑藥濃度隨時(shí)間的變化Fig.3 Changes of aniline aerofloat concentration inflow and effluent during domestication of SBR system

2.2 苯胺黑藥與不同外加單一基質(zhì)的共代謝

在共代謝實(shí)驗(yàn)中，保持模擬浮選廢水中苯胺黑藥濃度為200 mg/L不變，在編號(hào)為1、2、3、4和5的SBR系統(tǒng)中，分別以蔗糖、葡萄糖、淀粉、維生素C和乙酸鈉作為共代謝基質(zhì)，改變共代謝基質(zhì)與苯胺黑藥的質(zhì)量比為3:1、2:1、1:1、1:2和1:4，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表1。

由表1可見(jiàn)，進(jìn)水中共代謝基質(zhì)與苯胺黑藥的質(zhì)量比是影響苯胺黑藥降解效率的主要因素。當(dāng)共代謝基質(zhì)與苯胺黑藥的質(zhì)量比較高時(shí)，基質(zhì)過(guò)多，苯胺黑藥對(duì)關(guān)鍵酶的競(jìng)爭(zhēng)處于劣勢(shì)；當(dāng)共代謝基質(zhì)比例較低時(shí)，基質(zhì)過(guò)少，不能滿足大量微生物生長(zhǎng)的需要，不能誘導(dǎo)出大量有活性的關(guān)鍵酶；當(dāng)基質(zhì)與苯胺黑藥的質(zhì)量比接近1:1時(shí)，生長(zhǎng)基質(zhì)和目標(biāo)污染物對(duì)關(guān)鍵酶的分享達(dá)到最為合理，既滿足了微生物生長(zhǎng)的需要，又能最大限度地降解目標(biāo)污染物。

表1 不同單一基質(zhì)與苯胺黑藥在不同質(zhì)量比條件下的共代謝結(jié)果Table 1 Co-metabolism degradation results of aniline aerofloat with different singe substances at different mass ratios

由表1可知：蔗糖、葡萄糖、淀粉和乙酸鈉對(duì)苯胺黑藥都表現(xiàn)出了共代謝作用，能誘導(dǎo)微生物產(chǎn)生關(guān)鍵酶，在一定程度上促進(jìn)了苯胺黑藥的降解，出水COD較不加基質(zhì)的情況要低，表明共代謝基質(zhì)促進(jìn)了苯胺黑藥降解過(guò)程中間代謝產(chǎn)物的降解，關(guān)鍵酶的主要作用是提高中間產(chǎn)物的降解效率；維生素C基本上沒(méi)有表現(xiàn)出促進(jìn)苯胺黑藥降解的作用，當(dāng)比例較高時(shí)，與不添加基質(zhì)相比，反而增大了微生物負(fù)荷，出水COD更高了。因此，共代謝基質(zhì)與苯胺黑藥的最佳質(zhì)量比為1:1，5種共代謝基質(zhì)對(duì)苯胺黑藥的共代謝效率由高到低的順序?yàn)檎崽?、乙酸鈉、葡萄糖、淀粉和維生素C。

在120倍光學(xué)顯微鏡下觀察系統(tǒng)微生物狀態(tài)，可見(jiàn)，微生物活性強(qiáng)，且比較穩(wěn)定，種群以短桿狀菌居多，逐漸取代了原有的絲狀微生物種群，占據(jù)優(yōu)勢(shì)地位，各SBR系統(tǒng)在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中均運(yùn)行良好。

2.3 最佳單一共代謝基質(zhì)

以共代謝基質(zhì)與苯胺黑藥質(zhì)量比為1:1加入反應(yīng)系統(tǒng)中，每間隔30 min取系統(tǒng)水樣，測(cè)定水中COD和苯胺黑藥的濃度。圖4和5所示分別是各共代謝基質(zhì)與苯胺黑藥的質(zhì)量比為1:1時(shí)COD和苯胺黑藥的降解情況。SBR系統(tǒng)對(duì)苯胺黑藥的降解經(jīng)歷3個(gè)過(guò)程：反應(yīng)開(kāi)始前 60 min，生物污泥迅速吸附水中的污染物，污染物濃度迅速降低；第60 min到150 min，一部分污染物在吸附的污泥表面被微生物共代謝降解，另一部分污染物被釋放出來(lái)，進(jìn)入水中后又被吸附降解；當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行到150 min后，水中污染物基本被降解，水質(zhì)基本穩(wěn)定。

圖4 共代謝基質(zhì)與苯胺黑藥質(zhì)量比為1:1時(shí)的COD降解曲線Fig.4 Degradation curves of COD at mass ratio of co-metabolism substance to aniline aerofloat being 1:1

圖5 共代謝基質(zhì)與苯胺黑藥質(zhì)量比為1:1時(shí)苯胺黑藥的降解曲線Fig.5 Degradation curves of aniline aerofloat at mass ratio of co-metabolism substance to aniline aerofloat being 1:1

從圖4苯胺黑藥共代謝降解情況可知，3 h左右后，SBR反應(yīng)系統(tǒng)中反應(yīng)已經(jīng)基本完成，微生物的活性高，反應(yīng)速率快。蔗糖與苯胺黑藥質(zhì)量比為1:1時(shí)廢水的共代謝降解情況如圖6所示?？梢?jiàn)，出水COD保持在70 mg/L左右，去除率達(dá)到87.3%，苯胺黑藥出水濃度為3.7 mg/L，降解率達(dá)到98%，達(dá)到國(guó)家污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)的第二類污染物最高允許排放濃度的一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，滿足浮選廢水的回用和排放要求。值得一提的是，出水COD相對(duì)于苯胺黑藥濃度來(lái)說(shuō)仍很高，再次說(shuō)明苯胺黑藥在共代謝降解過(guò)程中產(chǎn)生難降解的中間產(chǎn)物，致使出水COD高。

圖6 蔗糖與苯胺黑藥質(zhì)量比為1:1時(shí)廢水的共代謝降解曲線Fig.6 Co-metabolism degradation curves of waste water at mass ratio of sucrose and aniline aerofloat being 1:1

2.4 苯胺黑藥與混合外加基質(zhì)的共代謝

在混合基質(zhì)共代謝實(shí)驗(yàn)中，分別將各單一基質(zhì)兩者或三者混合，保持共代謝基質(zhì)與進(jìn)水中苯胺黑藥的質(zhì)量比為1:1，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2。

由表2可見(jiàn)，在控制共代謝基質(zhì)與苯胺黑藥質(zhì)量比為1:1的條件下，蔗糖與乙酸鈉混合基質(zhì)與苯胺黑藥共代謝降解的效果最好，出水COD為84.70 mg/L，苯胺黑藥濃度為 13.55 mg/L，COD去除率達(dá)到84.6%，苯胺黑藥的降解率達(dá)到 93.23%，出水 COD滿足國(guó)家污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)的第二類污染物最高允許排放濃度的一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)要求。圖7所示為蔗糖與乙酸鈉混合基質(zhì)與苯胺黑藥共代謝降解曲線。由圖7可知，與單一蔗糖共代謝降解相比，微生物污泥對(duì)苯胺黑藥的吸附過(guò)程更長(zhǎng)，當(dāng)降解進(jìn)行至90～120 min時(shí)，微生物污泥對(duì)污染物同樣有釋放作用，隨后很快即被降解，苯胺黑藥的降解作用主要發(fā)生在污泥吸附過(guò)程中。這可能是在兩種混合基質(zhì)存在的條件下，誘導(dǎo)出關(guān)鍵酶，且關(guān)鍵酶主要在苯胺黑藥吸附過(guò)程中發(fā)生作用，污染物得到去除。此外，通過(guò)微生物鏡檢觀察，在這一階段系統(tǒng)中線狀菌數(shù)量有所減少，且活性沒(méi)有單一蔗糖基質(zhì)系統(tǒng)的高。系統(tǒng)出水的pH值檢測(cè)結(jié)果表明，出水略顯堿性，可能是由于乙酸鈉的水解作用，使系統(tǒng)pH值偏高，乙酸鈉增強(qiáng)了苯胺黑藥降解過(guò)程中產(chǎn)生中間產(chǎn)物的分解作用，但與蔗糖單一共代謝相比，苯胺黑藥的降解率有所下降。

表2 不同混合基質(zhì)與苯胺黑藥的共代謝降解結(jié)果Table 2 Co-metabolism degradation results of aniline aerofloat with different mixed substances at different mass ratios

2.5 共代謝降解動(dòng)力學(xué)

根據(jù)SBR反應(yīng)過(guò)程的特點(diǎn)，反應(yīng)池內(nèi)微生物的濃度是變化的，但由于一個(gè)運(yùn)行周期內(nèi)微生物的總量變化不大，因此，可認(rèn)為在一個(gè)周期內(nèi)微生物的總量為常數(shù)。苯胺黑藥降解動(dòng)力學(xué)研究的進(jìn)水條件為苯胺黑藥與蔗糖以質(zhì)量比1:1進(jìn)水，實(shí)驗(yàn)開(kāi)始后，每隔15 min取樣測(cè)定混合水樣的COD，進(jìn)入曝氣階段后，池內(nèi)發(fā)生好氧反應(yīng)，有機(jī)物去除過(guò)程符合米門方程，可用改良的Michaelis?Menten方程描述，其具體形式為

圖7 蔗糖與乙酸鈉混合基質(zhì)與苯胺黑藥共代謝降解曲線Fig. 7 Co-metabolism degradation curves of waste water at compound substrate of sucrose and sodium acetate

式中：ρmin為最終降解出水苯胺黑藥的濃度。測(cè)定不同時(shí)刻的濃度ρi及其對(duì)應(yīng)的降解速率vi，求出二者的倒數(shù)，以 1/vi對(duì) 1/(ρi?ρm)作圖，即 Lineweaver?Burk作圖法，可得一直線，直線在縱軸上截距為 1/vmax、在橫軸上截距為?1/Km，直線的斜率為 Km/vmax，量取直線在兩坐標(biāo)軸上的截距就可求出Km和vmax。由此得到5次平行實(shí)驗(yàn)的Km、vmax及相關(guān)系數(shù)R2，結(jié)果分別為米氏常數(shù) Km=(1.600 8±0.080) mg/L、vmax=(0.264±0.006) mg/(L·min)，ρmin=(3.712±0.012) mg/L和 R2=(0.957 9±0.010)。

3 結(jié)論

1) 根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)中浮選廢水的特點(diǎn)，對(duì)浮選廢水進(jìn)行人工模擬，通過(guò)40 d的馴化培養(yǎng)，出水基本穩(wěn)定，微生物能代謝降解一部分苯胺黑藥，COD去除率約為64%；添加外加基質(zhì)能夠提高污染物的去除效率，SBR系統(tǒng)最佳曝氣運(yùn)行時(shí)間為3 h，且當(dāng)添加基質(zhì)與苯胺黑藥的質(zhì)量比為1:1時(shí)，共代謝作用最好，去除效率最高。

2) 進(jìn)水苯胺黑藥濃度均保持在200 mg/L，單一外加基質(zhì)與苯胺黑藥進(jìn)行共代謝研究結(jié)果表明，各種基質(zhì)對(duì)苯胺黑藥的降解效果由高到低的順序?yàn)檎崽恰⒁宜徕c、葡萄糖、淀粉和維生素C，當(dāng)蔗糖與苯胺黑藥以質(zhì)量比1:1共代謝降解時(shí)，出水COD保持在70 mg/L左右，去除率達(dá)到 87.3%，苯胺黑藥出水濃度為 3.7 mg/L，降解率達(dá)到98%，對(duì)浮選廢水的回用或排放十分有利。

3) 保持苯胺黑藥與共代謝基質(zhì)量比為 1:1，添加不同混合基質(zhì)，研究苯胺黑藥的降解情況，結(jié)果表明蔗糖與乙酸鈉兩種基質(zhì)混合與苯胺黑藥共代謝降解效果最好，出水COD為84.7 mg/L，苯胺黑藥濃度為13.55 mg/L，COD和苯胺黑藥的去除率分別達(dá)到 84.6%和93.23%。

4) 胺黑藥與蔗糖以質(zhì)量比1:1進(jìn)水，對(duì)其降解動(dòng)力學(xué)方程進(jìn)行擬合，得到其動(dòng)力學(xué)參數(shù)米氏常數(shù)Km=(1.600 8±0.080) mg/L，vmax=(0.264±0.006) mg/(L·min)，ρmin=(3.712±0.012) mg/L和R2=(0.957 9±0.010)。

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(編輯 陳衛(wèi)萍)

Co-metabolism characteristics of aniline aerofloat with different substrates in flotation wastewater

SONG Wei-feng, YAN Ming, SUN Shui-yu
(School of Environmental Science and Engineering, Guangdong University of Technology, Guangzhou 510006, China)

X753

A

1004-0609(2012)07-2090-07

廣東省重大科技專項(xiàng)資助項(xiàng)目(2010B080703035)

2011-06-27；

2011-10-25

宋衛(wèi)鋒，副教授，博士；電話：18929528006；E-mail: weifengsong@263.net