厌氧生物法和改进醇提取法处理柑橘罐头生产废水的研究

摘要

本文采用厌氧生物法和阳离子交换树脂预处理-醇提取法去除柑橘罐头废水中的果胶。厌氧生物法是利用果胶为微生物碳源，采用小型发酵罐装置对厌氧降解废水中的果胶进行了试验研究。阳离子交换树脂预处理-醇提取法处理废水中的果胶是基于果胶分子不溶于醇的特性，利用异丙醇和乙醇对果胶进行提取。
　　厌氧生物法处理果胶废水，试验考察了果胶浓度、反应温度等因素对厌氧生物处理果胶的影响。结果表明，驯化后的污泥对初始果胶浓度为3000mg·L-1的果胶废水中COD和果胶的去除率均大于90％，驯化污泥比未驯化污泥对果胶的去除率提高了59.2％。厌氧污泥降解果胶的速率随着果胶浓度的升高而加快。果胶进水浓度低于500mg·L-1，COD去除率较低，仅为41.6％～82.0％。果胶进水浓度高于1000mg·L-1时，COD去除率大于91％。降解果胶速率随着温度的升高而加快。5℃时，厌氧降解144h后，出水果胶浓度为2589.6mg·(L·h)-1，而温度为55℃时降解36h后出水果胶浓度就在80mg·L-1以下。当温度在5～35℃范围内变化时，厌氧污泥对果胶废水中COD的去除率从38.6％逐渐增加到91.5％，当温度高于35℃时，厌氧污泥对果胶废水中COD的去除率逐渐下降。果胶厌氧降解的中间产物主要是乙酸、丙酸、低级酯、烷基醇(C12～C40)。
　　阳离子交换树脂预处理-醇提取法处理废水中的果胶，考察了沉淀pH值、时间、温度、醇液比等因素对果胶提取的影响。结果表明，当pH分别为4和3时用异丙醇和乙醇从柑橘罐头废水中提取果胶具有最好效果。果胶的沉淀析出主要发生在前30min。当温度大于95℃时，用异丙醇和乙醇提取果胶得率下降均较大。当醇液比低于11∶10时，果胶得率随着醇液比的增加而提高。当醇液比大于11∶10时，异丙醇和乙醇提取废水中果胶的得率变化较小，而且有下降趋势。用阳离子交换树脂预处理柑橘罐头废水-异丙醇提取果胶时，各因素对果胶得率的影响表现为醇液比＞pH值＞沉淀温度＞沉淀时间，最佳提取条件为:沉淀pH值为4、沉淀时间为45min、沉淀温度为25℃、醇液比为11∶10。
　　阳离子交换树脂预处理-醇提取法处理废水中的果胶，考察了预处理对果胶提取率的影响。结果表明，采用阳离子交换树脂预处理的方法对废水中果胶的去除率高于直接加醇沉淀法。预处理时间对果胶去除率影响较小，预处理pH对果胶去除率影响较大，当pH值在1～3范围内变化时，果胶的去除率逐渐增加，当pH值在3～6范围内变化时，果胶去除率逐渐下降。当果胶初始浓度为4000mg·L-1时，采用上述方法处理果胶废水可使COD去除率达到90％以上。

目录

声明

摘要

插图索引

附表索引

第1章 绪论

1．1 柑橘罐头生产废水概述

1．2 果胶概述

1．2．1 果胶的结构

1．2．2 果胶的性质

1．2．3 果胶的用途

1．2．4 果胶的提取

1．3 厌氧生物处理

1．3．1 厌氧原理

1．3．2 厌氧生物处理工艺

1．4 柑橘罐头废水中果胶的处理方法

1．4．1 废水来源

1．4．2 废水处理方法

1．5 立项来源、立题目的、研究内容、研究思路与创新点

1．5．1 立项来源

1．5．2 立题目的

1．5．3 研究内容与技术路线

1．5．4 研究思路

1．5．5 创新点

第2章 厌氧生物法处理果胶废水的研究

2．1 引言

2．2 材料与方法

2．2．1 试验装置及工艺流程

2．2．2 实验方法

2．2．3 检测项目与分析方法

2．3 结果与讨论

2．3．1 厌氧污泥驯化

2．3．2 驯化污泥与初始污泥(未驯化污泥)对果胶降解的比较

2．3．3 果胶浓度对厌氧降解果胶废水的影响

2．3．4 温度对厌氧降解果胶废水的影响

2．3．5 果胶的厌氧降解方式

2．4 小结

第3章 树脂预处理-醇提取法处理柑橘罐头废水中果胶的试验研究

3．1 引言

3．2 材料与方法

3．2．1 试验装置及工艺流程

3．2．2 实验方法

3．2．3 试验水质

3．2．4 检测项目与分析方法

3．3 结果与讨论

3．3．1 pH值对果胶提取率的影响

3．3．2 时间对果胶提取率的影响

3．3．3 温度对果胶提取率的影响

3．3．4 醇液比对果胶提取率的影响

3．3．5 正交试验

3．4 小结

第4章 阳离子交换树脂预处理果胶废水的试验研究

4．1 引言

4．2 材料与方法

4．2．1 试验工艺流程

4．2．2 实验方法

4．2．3 检测项目与分析方法

4．3 结果与讨论

4．3．1 预处理时间对果胶去除率的影响

4．3．2 预处理pH对果胶去除率的影响

4．3．3 预处理与未预处理去除果胶的比较

4．3．4 异丙醇和乙醇提取法去除果胶溶液中的COD

4．4 小结

结论

参考文献

致谢

附录A 攻读学位期间所发表的学术论文