煮茧和汰头废水丝胶回收及后续废水生化处理研究

论文摘要

国家实施“东桑西移”工程基地建设以来,广西的茧丝绸行业迅速发展,生产过程中产生了大量的废水,这也引起了一系列的环境问题。对于缫丝废水的处理,目前尚未有经济且行之有效的处理方法,甚至一些厂家仍处于无处理的排放状态。本文以单宁絮凝的方法沉淀丝胶蛋白为研究重点,并将单宁回收煮茧废水中丝胶蛋白的成功例子推广至用栲胶絮凝汰头废水,回收汰头废水中的丝胶蛋白质,这对我国丝胶蛋白质产业化的发展及保护环境具有重要意义；另一方面,回收丝胶后的汰头废水,可采用生化法进行处理,可以回用或者直接排放。因此本研究的缫丝厂废水处理工艺既保护环境又达到资源综合利用的目的,并节约了能源和资源。1.单宁法处理煮茧废水的工艺研究。采用分析纯单宁作为絮凝剂从煮茧废水中回收丝胶蛋白质。Plackett-Burman （P-B）实验确定了单宁法絮凝煮茧废水的主要影响因素。利用中心复合设计（CCD）设计实验,以四个主要影响因素为变量对相应进行拟合,得到响应函数。优化并确定单宁法絮凝煮茧废水的最佳条件,实验结果表明,在絮凝时间0.3h,单宁溶液用量为8mL, pH值为4,煮茧废水用量为14mL时将取得废水CODcr去除率为82.5%的最佳效果。此时单宁-丝胶蛋白质复合物的吸光度为2.3。实验证明采用单宁溶液用作煮茧废水的絮凝剂是可行的。2.利用荧光光谱和紫外-可见分光光度计法研究了单宁和丝胶蛋白之间的相互作用。通过荧光猝灭测得在298、303和308K时,单宁和丝胶蛋白的结合常数K分别为4.56×104、4.39×104和4.13×104L-mol-1,表明单宁和丝胶蛋白间具有较强的结合作用,属于静态猝灭。3.实验证明,采用余柑栲胶絮凝的方法沉淀汰头废水中的丝胶蛋白质是可行的,并获得较好的处理效果。4.对普通SBR和PAC-SBR强化反应器处理废水的情况进行比较研究,实验结果表明,普通SBR可以达到93.7%的COD去除率,利用强化PAC-SBR反应器可以有效提高ESP的浓度,约高5mg/g VSS,改善SVI性能,增加反应器效能。CODcr平均去除率可达到96.4%,NH3-N去除率为89%。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 缫丝厂废水的来源和水质特点
• 1.2 回收丝胶蛋白质的意义
• 1.2.1 丝胶的性质
• 1.2.2 丝胶蛋白质的利用现状
• 1.3 缫丝厂废水研究现状
• 1.3.1 缫丝废水的资源化现状
• 1.3.2 缫丝废水处理方法
• 1.4 单宁在水处理中的作用
• 1.4.1 单宁的来源
• 1.4.2 单宁的化学性质
• 1.4.3 单宁在水处理中的应用
• 1.5 课题研究意义
• 1.6 课题研究内容
• 第2章 单宁法处理煮茧废水的工艺研究
• 2.1 实验部分
• 2.1.1 试剂与仪器
• 2.1.2 实验水样
• 2.1.3 实验方法与步骤
• 2.2 结果与讨论
• 2.2.1 P-B设计结果与分析
• 2.2.2 CCD优化设计结果与响应面分析
• 2.3 废水CODCR去除率影响因素的响应面分析
• 2.4 模型的验证
• 2.5 小结
• 第3章 单宁与丝胶蛋白作用初步研究
• 3.1 实验部分
• 3.1.1 实验试剂
• 3.1.2 实验仪器
• 3.2 实验方法与步骤
• 3.2.1 纯丝胶蛋白质的制备
• 3.2.2 实验所需试剂的配制
• 3.2.3 蛋白质标准曲线的绘制
• 3.2.4 考马斯亮蓝法测定纯丝胶蛋白含量
• 3.2.5 弱碱条件下解析单宁-丝胶蛋白质复合物
• 3.2.6 荧光滴定实验
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 蛋白质标准曲线
• 3.3.2 考马斯亮蓝G-250显色法测定丝胶蛋白
• 3.3.3 弱碱解析单宁-丝胶复合物后的吸收光谱图
• 3.3.4 单宁与丝胶作用的荧光光谱
• 3.3.5 荧光猝灭机理
• 3.3.6 键合模式的确定
• 3.4 小结
• 第4章 栲胶法处理汰头废水的实验研究
• 4.1 实验部分
• 4.1.1 试剂与原料
• 4.1.2 仪器设备
• 4.2 实验基本流程图
• 4.3 实验内容
• 4.3.1 最佳PH的测定
• 4.3.2 各种方法絮凝汰头废水处理
• 4.3.3 絮凝剂最佳用量确定
• 4.3.4 最佳絮凝时间的确定
• 4.3.5 汰头废水中处理效果的最优条件的确定
• 4.4 结果与讨论
• 4.4.1 最佳PH的测定结果
• 4.4.2 各种方法絮凝汰头废水处理效果的比较
• 4.4.3 絮凝剂最佳用量的测定结果
• 4.5 栲胶法处理汰头废水的P-B实验方案
• 4.5.1 栲胶法处理汰头废水的P-B实验结果分析
• 4.5.2 汰头废水中丝胶蛋白质絮凝率主要影响因素的筛选
• 4.5.3 响应面分析法建立回归模型和方差分析
• 4.6 絮凝率的回归方程及方差分析
• 4.7 栲胶法处理汰头废水的响应面分析
• 4.8 栲胶法处理废水的模型验证
• 4.9 小结
• 第5章 SBR处理丝胶回收后汰头废水研究
• 5.1 实验方案
• 5.1.1 实验材料及试剂
• 5.1.2 实验仪器
• 5.1.3 实验装置及流程
• 5.1.4 实验及测试方法
• 5.2 结果与讨论
• 5.2.1 污泥的培养及SBR工艺条件的研究
• 5.2.2 SBR反应器稳定运行实验
• 5.2.3 加入颗粒活性炭对汰头废水处理效果的影响
• 5.2.4 加碳前后污泥理化性质分析
• 5.2.5 加碳前后SBR反应器中污泥的变化情况
• 5.2.6 PAC-SBR反应器的优点
• 5.3 小结
• 第6章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 硕士期间发表的论文
• 致谢