Biocalalyst effects of immobilized anthraquinone on the anaerobic reduction of azo dyes by the salt-tolerant bacteria

Lian

Biotechnology & Biotechnological Equipment

et al. 2015

Self Cite

The aim of this study was to analyse different model redox mediatiors: anthraquinone-2,7-disulphonate (2,7-AQDS), anthraquinone-1-sulphonate (a-AQS), anthraquinone-2-sulphonate (AQS) and anthraquinone-2,6-disulphonate (AQDS), with regard to the structureÀactivity relationship indicated by their cyclic voltammograms, their chemical structure, their oxidationÀreduction potential and their capacity to accelerate the denitrification reaction during denitrification. Compared to the control, the nitrate removal after 21 h of denitrification was enhanced by a factor of 1.94, 1.56, 1.56 and 1.3 by 2,7-AQDS, AQDS, AQS and a-AQS, respectively. The ranking of the mediators based on their reduction potential (E A p ) was 2,7-AQDS > AQDS AQS > a-AQS. E A p was positively correlated with accelerating the denitrification in experiments using 0.024 mmol¢L ¡1 redox mediator, 360 mg L ¡1 NO 3 ¡ ÀN and 5.0 g L ¡1 of dry cell weight. Practical computational approaches (the frontier orbital theory and the atoms-in-molecules theory) and inductive and resonance effects were also used to explain and assess how the molecular structure and stability of the redox mediators affect the accelerating capacity during denitrification.

Section: Electrochemical Measurementsmentioning

confidence: 99%

Redox activity and accelerating capacity of model redox mediators during biodenitrification

Lian

Biotechnology & Biotechnological Equipment

et al. 2015

Self Cite

“…As we know, quinones can accelerate the anaerobic conversion of perchlorate, arsenate, nitrate, nitrite, nitrous oxide and azo dyes as electron donors (ArandaTamaura et al 2007;Lovley et al 1999;Guo et al 2007Guo et al , 2010aVan der Zee and Cervantes 2009). Recently, the simultaneous conversion of sulphide and nitrate in a denitrifying culture was reported to be enhanced with different dissolved redox mediators (Aranda-Tamaura et al 2007), but continuous dosing of the dissolved redox mediators implies continuous expenses and continuous discharge of this biologically recalcitrant compound.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

“…Recently, the simultaneous conversion of sulphide and nitrate in a denitrifying culture was reported to be enhanced with different dissolved redox mediators (Aranda-Tamaura et al 2007), but continuous dosing of the dissolved redox mediators implies continuous expenses and continuous discharge of this biologically recalcitrant compound. And the catalyzing effect of novel non-dissolved redox mediator catalyzing biological denitrification (RMBDN) was first explored simplify (Guo et al 2010a, b), and the activity retained over 90% of their original value after four repeated experiment (Guo et al 2007). However, the RMBDN technology has to be conducted in detail for the accelerating mechanism and effects.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Catalyzing denitrification of Paracoccus versutus by immobilized 1,5-dichloroanthraquinone

Liu

et al. 2011

Biodegradation

Self Cite

The accelerating effect of non-dissolved redox mediator (1,5-dichloroanthraquinone) on the biological denitrification was investigated in this paper using 1,5-dichloroanthraquinone immobilized by calcium alginate (CA) and a heterotrophic denitrification bacterium of Paracoccus versutus (GU111570). The results suggested that the denitrification rate was enhanced 2.1 fold by 25 mmol l -1 1,5-dichloroanthraquinone of this study, and a positive correlation was found for the denitrification rate and 1,5-dichloroanthraquinone concentrations from 0 to 25 mmol l -1 . According to the change characteristic of NO 3 -and NO 2 -during the denitrification process, the tentative accelerating mechanism of the denitrification by redox mediators was put forward, and redox mediator might play the role of reduced cofactors like NADH, N(A)DH and SDH, or the similar ubiquinol/ubiquinone (Q/QH 2 ) role during the denitrification process.

“…4 Muitas técnicas, tanto físicas, químicas e biológicas ou uma combinação destes processos, têm sido utilizadas para descoloração, sendo que os processos biológicos são mais frequentes, por serem mais atrativos economicamente. 5 A remoção de cor de corantes azo é resultado da quebra da ligação azo, sendo o corante um aceptor final de elétrons. Como o oxigênio é um melhor aceptor de elétrons do que os corantes, processos biológi-cos aeróbios de remoção de cor por bactérias tendem a ser de baixa eficiência de remoção de cor.…”

Section: Introductionunclassified

“…6,16 Os custos oriundos da dosagem de mediadores redox, mesmo estes sendo normalmente utilizados na concentração de mg/L, poderiam ser diminuídos enormemente com a imobilização destes nos reatores biológicos, por exemplo, utilizando-se as quinonas presentes no carvão ativado, ou mesmo no uso de nanoestruturas ou esferas de alginato para imobilização destes compostos. 11,[17][18][19] A presença e disponibilidade de um cossubstrato, que funcionará como doador de elétrons na reação de descoloração, são importantes condições para boa capacidade de remoção de cor em bioreatores operados sob condições anaeróbias. 10 Adicionalmente, as condições operacionais como pH, temperatura e concentração do corante também afetam as taxas de descoloração.…”

Section: Introductionunclassified

Descoloração redutiva de corantes azo e o efeito de mediadores redox na presença do aceptor de elétrons sulfato

Costa¹,

Santos²,

Mota³

et al. 2010

Quím. Nova

ACCEPTOR SULFATE. We investigated the impact of sulphate and the redox mediator Anthraquinone-2,6-disulfonate (AQDS) on the decolorization of the azo dyes Congo Red (CR) and Reactive Black 5 (RB5). In anaerobic reactors free of extra sulphate dosage, the color removal efficiency decreased drastically when the external electron donor ethanol was removed. In presence of an extra dosage of sulphate, CR decolourisations were 47.8% (free of AQDS) and 96.5% (supplemented with AQDS). The decolourisations achieved in both reactors with RB5 were lower than the ones found with CR. Finally, the biogenic sulphide contribution on azo dye reduction was negligiable.Keywords: color removal; redox mediators; sulphate. INTRODUÇÃOO processo de tingimento de tecidos é uma atividade que começou há milhares de anos e atualmente existe uma variedade e enorme disponibilidade comercial de corantes para as indústrias têxteis, com o objetivo de atender à demanda por criatividade e ao desejo de inovação.1 Os corantes são classificados de acordo com sua estrutura molecular, sendo a classe mais importante a dos corantes azo. Estes são caracterizados pela presença de um ou mais grupos azo (-N=N-), além de formarem ligações entre dois ou mais anéis aromáticos. 2Há uma preocupação com os efluentes gerados pelas indústrias têxteis, pois o processo de tintura envolve uma etapa final de lavagem em banhos correntes para retirada do excesso de corante original ou que não foi fixado à fibra nas etapas precedentes. Adicionalmente, corantes são utilizados nos processos de estamparia, presentes em algumas indústrias têxteis. Desta forma, efluentes têxteis lançados no meio ambiente causam problemas ambientais e de saúde pública, pois a presença de cor nas águas superficiais é esteticamente desagradável, pode afetar a fotossíntese das algas e comprometer a vida aquática. 1,3 Por serem tóxicos e carcinogênicos, podem trazer sérios problemas ao homem. Adicionalmente, os produtos da degradação de corantes azo, as aminas aromáticas, são compostos químicos perigosos, carcinogênicos e tóxicos à vida aquática. 4 Muitas técnicas, tanto físicas, químicas e biológicas ou uma combinação destes processos, têm sido utilizadas para descoloração, sendo que os processos biológicos são mais frequentes, por serem mais atrativos economicamente. 5A remoção de cor de corantes azo é resultado da quebra da ligação azo, sendo o corante um aceptor final de elétrons. Como o oxigênio é um melhor aceptor de elétrons do que os corantes, processos biológi-cos aeróbios de remoção de cor por bactérias tendem a ser de baixa eficiência de remoção de cor. Entretanto, sob condições anaeróbias, o potencial redox alcançado é mais propício para o processo de redução dos corantes, o que faz com que os micro-organismos anaeróbios sejam mais efetivos em transferir os elétrons gerados nos processos oxidativos, e sejam alcançadas maiores taxas de descoloração. 3,6-8Ressalta-se a importância de um pós-tratamento do efluente anaeróbio, pois as aminas aromáticas produzidas são normalmente resistentes ...