本文關(guān)鍵詞：熱壓力處理對污泥提取EPS分布特性影響研究

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【摘要】：脫水污泥是污水處理的必然產(chǎn)物,難以有效降低含水率一直以來都是脫水污泥處理處置技術(shù)發(fā)展的瓶頸。胞外聚合物(extracellular polymeric substances,EPS)作為細胞分泌的一種復(fù)雜聚合物,與污泥含水率有重要關(guān)系,其含量和性質(zhì)顯著影響著污泥絮體結(jié)構(gòu)及污泥與水分的結(jié)合性質(zhì)。因為不同的EPS提取方法得到的結(jié)果差異較大,目前學(xué)術(shù)界就污泥EPS的提取方法還未能達成統(tǒng)一的結(jié)論。本文分別采用4種方法(EDTA法、堿式法、硫酸法、超聲波法)對機械脫水污泥進行胞外聚合物提取實驗并且比較各自的提取效果,分析不同提取方法對胞外聚合物中蛋白質(zhì)、多糖等組分含量及分布的影響。結(jié)果表明,EDTA法和堿式提取法具有相對較好的提取效果,硫酸提取法及超聲波提取法由于對細胞破壞程度較大,不適宜作為脫水污泥胞外聚合物的提取方法;硫酸法對測定胞外聚合物中蛋白質(zhì)含量有明顯干擾;4種不同EPS提取方法對細胞的破壞程度順序為超聲波提取法堿式提取法硫酸提取法EDTA法。十二烷基硫酸鈉(Sodium Dodecyl Sulfate,SDS)作為一種陰離子表面活性劑可以顯著提升EPS的提取含量,尤其是蛋白質(zhì)含量的增加,同時促使污泥中束縛水的釋放從而降低污泥含水率。對不同種類污泥進行EPS分層提取發(fā)現(xiàn),粘液層(slime,SEPS)含量要比松散結(jié)合型(loosely bound,LB-EPS)和緊密結(jié)合型(tightly bound,TB-EPS)層含量要高。通過DSC(Differential Scanning Calorimetry)發(fā)現(xiàn),束縛水含量順序為U(濃縮池污泥)US(濃縮池污泥+SDS)D(機械脫水污泥)DS(機械脫水污泥+SDS),傅里葉紅外光譜(FTIR)和核磁共振(NMR)分析結(jié)果也印證了以上觀點。通過進一步降低機械脫水后污泥的含水率,深度脫水可使得污泥處理處置難度大大下降。本文通過考察經(jīng)不同熱壓力工況處理后污泥EPS不同分層的組分含量、束縛水含量、有機官能團等指標,以探討熱壓力作用對污泥性質(zhì)的影響。結(jié)果表明,機械脫水后污泥胞外聚合物各層組分分布不同于活性污泥;經(jīng)過熱壓力處理后污泥胞外聚合物總量有所降低,且EPS含量的變化是壓力和溫度的共同結(jié)果;而束縛水含量與緊密結(jié)合型胞外聚合物(TB-EPS)層蛋白質(zhì)含量存在顯著正相關(guān)的關(guān)系;FTIR分析發(fā)現(xiàn),經(jīng)熱壓處理后污泥TB-EPS層有機官能團種類有差異。
【關(guān)鍵詞】：脫水污泥 EPS 提取方法 深度脫水 熱壓力處理
【學(xué)位授予單位】：沈陽航空航天大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：X703
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-12
• 第1章 緒論12-23
• 1.1 污泥概述12-13
• 1.1.1 污泥的定義與分類12
• 1.1.2 污泥的處理處置技術(shù)及現(xiàn)狀12-13
• 1.2 EPS簡介13-15
• 1.2.1 EPS的定義13-14
• 1.2.2 EPS的來源及化學(xué)組成14-15
• 1.3 污泥深度脫水研究概況15-21
• 1.3.1 污泥深度脫水背景15-16
• 1.3.2 幾種污泥深度脫水工藝16-21
• 1.4 本課題研究內(nèi)容及意義21-23
• 第2章 四種機械脫水污泥EPS提取方法對比23-32
• 2.1 引言23
• 2.2 實驗材料與藥品23-24
• 2.2.1 實驗材料23-24
• 2.2.2 實驗藥品24
• 2.3 EPS的提取方法24-27
• 2.3.1 EDTA法25
• 2.3.2 堿式提取法25
• 2.3.3 硫酸提取法25-26
• 2.3.4 超聲波提取法26-27
• 2.4 EPS組分分析方法27-29
• 2.4.1 多糖的測定27
• 2.4.2 蛋白質(zhì)的測定27
• 2.4.3 核酸的測定27-29
• 2.5 結(jié)果與討論29-31
• 2.6 本章小結(jié)31-32
• 第3章 城市污泥EPS特性與分布研究32-40
• 3.1 引言32-33
• 3.2 實驗材料和方法33-34
• 3.2.1 實驗材料33
• 3.2.2 實驗方法33-34
• 3.3 結(jié)果與討論34-39
• 3.3.1 污泥樣品EPS組分分析34-36
• 3.3.2 污泥濾液各層EPS中有機官能團分析36-37
• 3.3.3 污泥樣品中束縛水含量分析37-38
• 3.3.4 污泥樣品中水分弛豫時間分布分析38-39
• 3.4 本章小結(jié)39-40
• 第4章 不同熱壓力工況處理后污泥提取EPS的分布研究40-51
• 4.1 引言40
• 4.2 實驗材料與設(shè)備40-41
• 4.2.1 實驗材料40-41
• 4.2.2 熱壓力實驗設(shè)備41
• 4.3 實驗方法41-45
• 4.3.1 試驗工況選擇41-42
• 4.3.2 EPS分層提取方法42
• 4.3.3 EPS組分分析方法42-44
• 4.3.4 污泥中束縛水含量測定44-45
• 4.3.5 污泥濾液中有機官能團變化分析45
• 4.3.6 相關(guān)性分析45
• 4.4 結(jié)果與討論45-49
• 4.4.1 污泥中EPS組分變化45-46
• 4.4.2 污泥顆粒束縛水變化46-47
• 4.4.3 EPS組分與污泥束縛水含量相關(guān)性分析47-48
• 4.4.4 污泥TB-EPS層有機官能團變化48-49
• 4.4.5 熱壓力交互作用分析49
• 4.5 本章小結(jié)49-51
• 結(jié)論51-53
• 參考文獻53-59
• 致謝59-60
• 攻讀碩士期間發(fā)表（含錄用）的學(xué)術(shù)論文60-61

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本文編號：1039708