【摘要】：利用植物為原料提取天然色素的過程中會產(chǎn)生大量化學需氧量(COD)高、pH值低的廢水。本研究利用搖瓶實驗驗證了厭氧處理天然色素生產(chǎn)廢水的生化可行性。之后利用自制的連續(xù)流反應器進行了生化處理小試實驗,并分析了反應器運行前后微生物群落結(jié)構(gòu)及變化。并在河南省某色素生產(chǎn)廠現(xiàn)場進行中試和工程調(diào)試,為之后厭氧聯(lián)合好氧工藝處理天然色素生產(chǎn)廢水的工程應用提供了可靠的數(shù)據(jù)支持。本研究利用搖瓶實驗驗證了去除進水中懸浮物后,在反應溫度35℃,pH值=8.5,進水COD=4000 mg/L的條件下,搖瓶的出水COD最低,為919 mg/L,反應遵循一級和二級動力學。小試連續(xù)流反應器為實驗室自制反應器,其中厭氧反應器工作體積為3.5 L,運行溫度為33℃,啟動容積負荷為1 kgCOD/(m~3·d);好氧反應器工作體積為4.32L,在室溫下運行。實驗通過降低水力停留時間(HRT)增加進水負荷,當反應器水力停留時間(HRT)降低到22 h時,容積負荷達到最大值6 kgCOD/(m~3·d),出水COD升高到2000 mg/L以上,且出水堿度降低到7 mmol/L,好氧反應器運行最高容積負荷僅為0.1 kgCOD/(m~3·d)。研究采用了高通量測序技術(shù)統(tǒng)計分析了實驗室反應器運行前后微生物的群落結(jié)構(gòu)變化。MiSeq測序結(jié)果表明,在反應器運行過程中污泥總量得到提高,但多樣性降低,且群落結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化。在門水平上在厭氧反應器中豐度最高門類與已報道的降解天然色素生產(chǎn)廢水的門類相同,而Proteobacteria,Bacteroidetes和Planctomycetes是好氧污泥中的優(yōu)勢菌門。而具有水解酸化、降解難降解污染物以及脫氮作用的細菌豐度在屬水平上明顯提高。中試實驗在工廠現(xiàn)場進行,體積為231 L,最大容積負荷為4 kgCOD/(m~3·d)。而現(xiàn)場調(diào)試數(shù)據(jù)表明,當厭氧反應器進入穩(wěn)定期后,進水負荷可以達到5kgCOD/(m~3·d),出水COD在500 mg/L以下,僅厭氧去除率便可達到90%以上。調(diào)試過程中好氧反應器最大負荷可達到0.7 kgCOD/(m~3·d),出水COD低于400mg/L。
【學位授予單位】：鄭州大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：X703
【圖文】：

圖 1.1 油溶性植物色素提取工藝Figure 1.1 Oil-soluble plant pigment extraction process 1.2 為醇溶性植物色素提取工藝，其步驟與油溶性植物色素提取是用乙醇代替植物油作為抽提溶劑。圖 1.2 醇溶性植物色素提取工藝Figure 1.2 Alcohol-soluble plant pigment extraction process 1.3 為發(fā)酵色素提取工藝，先對色素生產(chǎn)菌種進行保存、分離與純菌種的擴大培養(yǎng)，發(fā)酵。發(fā)酵液經(jīng)板框壓濾機將菌體與清液分開

圖 1.2 醇溶性植物色素提取工藝Figure 1.2 Alcohol-soluble plant pigment extraction process 為發(fā)酵色素提取工藝，先對色素生產(chǎn)菌種進行保存、分離的擴大培養(yǎng)，發(fā)酵。發(fā)酵液經(jīng)板框壓濾機將菌體與清液。濾液經(jīng)大孔吸附樹脂吸附，濾餅經(jīng)粗粉碎后倒入浸提用乙醇充分混合，浸泡數(shù)小時后，再進行壓濾，之后工提取工藝相同。圖 1.3 發(fā)酵類色素提取工藝Figure 1.3 Fermentation pigment extraction process色素生產(chǎn)廢水主要來源為包括精制工段產(chǎn)生精制廢水、設

只是用乙醇代替植物油作為抽提溶劑。圖 1.2 醇溶性植物色素提取工藝Figure 1.2 Alcohol-soluble plant pigment extraction process圖 1.3 為發(fā)酵色素提取工藝，先對色素生產(chǎn)菌種進行保存、分離與純化，進行菌種的擴大培養(yǎng)，發(fā)酵。發(fā)酵液經(jīng)板框壓濾機將菌體與清液分開，產(chǎn)液和濾餅。濾液經(jīng)大孔吸附樹脂吸附，濾餅經(jīng)粗粉碎后倒入浸提罐中，按比例與食用乙醇充分混合，浸泡數(shù)小時后，再進行壓濾，之后工序和為醇植物色素提取工藝相同。

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 昌盛;劉楓;;對比分析進水基質(zhì)濃度對乙醇型和丁酸型發(fā)酵制氫系統(tǒng)的影響[J];化工學報;2015年12期

2 麻婷婷;承磊;鄭珍珍;覃千山;代莉蓉;張輝;;不同pH緩沖液對由乙酸產(chǎn)甲烷菌群結(jié)構(gòu)的影響[J];微生物學報;2014年12期

3 凌智勇;張睿;張忠強;丁建寧;程廣貴;;納米流體黏度與溫度的關(guān)系研究[J];化工新型材料;2014年08期

4 李宗慧;李道榮;張洋;李盼;;復合光催化材料對食品色素廢水的降解研究[J];河南工業(yè)大學學報(自然科學版);2014年02期

5 陳春;李文英;吳靜文;李靜;;焦化廢水中苯酚降解菌篩選及其降解性能[J];環(huán)境科學;2012年05期

6 龍學軍;彭繼偉;;UASB-生物接觸氧化-BAF工藝處理植物色素廢水[J];湖北農(nóng)業(yè)科學;2011年23期

7 徐仲賢;胡衛(wèi)根;;水處理系統(tǒng)調(diào)試的重要性[J];硅谷;2008年10期

8 錢一帆;鄭廣宏;康鑄慧;王磊;;不產(chǎn)氧光合細菌Rhodobacter sphaeroides產(chǎn)氫影響因子研究[J];工業(yè)微生物;2007年05期

9 褚華寧;張仁志;韓恩山;;堿度在厭氧中的影響及有效控制方法[J];環(huán)境研究與監(jiān)測;2006年03期

10 張亞平;韋朝海;吳超飛;王文祥;錢湛;;酵母廢水的Fenton試劑氧化預處理[J];華南理工大學學報(自然科學版);2005年12期

相關(guān)博士學位論文 前2條

1 張立國;UASB和ABR系統(tǒng)中產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌群對OLR與pH的生態(tài)響應規(guī)律[D];哈爾濱工業(yè)大學;2012年

2 賈麗;A+OSA污泥減量工藝物質(zhì)能量轉(zhuǎn)化及其微生態(tài)特性研究[D];重慶大學;2012年

相關(guān)碩士學位論文 前3條

1 許國芹;基于厭氧折流板反應器葡萄糖產(chǎn)氫產(chǎn)甲烷研究[D];云南師范大學;2017年

2 楊盛鑫;中國苦水玫瑰精油加工過程廢水中玫瑰紅色素的回收工藝研究[D];西北師范大學;2015年

3 崔師泰;糖蜜酒精廢液酚類物的分離及其抗氧化活性的研究[D];廣西大學;2008年

本文編號：2799320