厌氧联合好氧法处理天然色素生产废水及工程化研究

发布时间：2020-08-21 11:28

【摘要】：利用植物为原料提取天然色素的过程中会产生大量化学需氧量(COD)高、pH值低的废水。本研究利用摇瓶实验验证了厌氧处理天然色素生产废水的生化可行性。之后利用自制的连续流反应器进行了生化处理小试实验,并分析了反应器运行前后微生物群落结构及变化。并在河南省某色素生产厂现场进行中试和工程调试,为之后厌氧联合好氧工艺处理天然色素生产废水的工程应用提供了可靠的数据支持。本研究利用摇瓶实验验证了去除进水中悬浮物后,在反应温度35℃,pH值=8.5,进水COD=4000 mg/L的条件下,摇瓶的出水COD最低,为919 mg/L,反应遵循一级和二级动力学。小试连续流反应器为实验室自制反应器,其中厌氧反应器工作体积为3.5 L,运行温度为33℃,启动容积负荷为1 kgCOD/(m~3·d);好氧反应器工作体积为4.32L,在室温下运行。实验通过降低水力停留时间(HRT)增加进水负荷,当反应器水力停留时间(HRT)降低到22 h时,容积负荷达到最大值6 kgCOD/(m~3·d),出水COD升高到2000 mg/L以上,且出水碱度降低到7 mmol/L,好氧反应器运行最高容积负荷仅为0.1 kgCOD/(m~3·d)。研究采用了高通量测序技术统计分析了实验室反应器运行前后微生物的群落结构变化。MiSeq测序结果表明,在反应器运行过程中污泥总量得到提高,但多样性降低,且群落结构发生了变化。在门水平上在厌氧反应器中丰度最高门类与已报道的降解天然色素生产废水的门类相同,而Proteobacteria,Bacteroidetes和Planctomycetes是好氧污泥中的优势菌门。而具有水解酸化、降解难降解污染物以及脱氮作用的细菌丰度在属水平上明显提高。中试实验在工厂现场进行,体积为231 L,最大容积负荷为4 kgCOD/(m~3·d)。而现场调试数据表明,当厌氧反应器进入稳定期后,进水负荷可以达到5kgCOD/(m~3·d),出水COD在500 mg/L以下,仅厌氧去除率便可达到90%以上。调试过程中好氧反应器最大负荷可达到0.7 kgCOD/(m~3·d),出水COD低于400mg/L。
【学位授予单位】：郑州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：X703
【图文】：

图 1.1 油溶性植物色素提取工艺Figure 1.1 Oil-soluble plant pigment extraction process 1.2 为醇溶性植物色素提取工艺，其步骤与油溶性植物色素提取是用乙醇代替植物油作为抽提溶剂。图 1.2 醇溶性植物色素提取工艺Figure 1.2 Alcohol-soluble plant pigment extraction process 1.3 为发酵色素提取工艺，先对色素生产菌种进行保存、分离与纯菌种的扩大培养，发酵。发酵液经板框压滤机将菌体与清液分开

图 1.2 醇溶性植物色素提取工艺Figure 1.2 Alcohol-soluble plant pigment extraction process 为发酵色素提取工艺，先对色素生产菌种进行保存、分离的扩大培养，发酵。发酵液经板框压滤机将菌体与清液。滤液经大孔吸附树脂吸附，滤饼经粗粉碎后倒入浸提用乙醇充分混合，浸泡数小时后，再进行压滤，之后工提取工艺相同。图 1.3 发酵类色素提取工艺Figure 1.3 Fermentation pigment extraction process色素生产废水主要来源为包括精制工段产生精制废水、设

只是用乙醇代替植物油作为抽提溶剂。图 1.2 醇溶性植物色素提取工艺Figure 1.2 Alcohol-soluble plant pigment extraction process图 1.3 为发酵色素提取工艺，先对色素生产菌种进行保存、分离与纯化，进行菌种的扩大培养，发酵。发酵液经板框压滤机将菌体与清液分开，产液和滤饼。滤液经大孔吸附树脂吸附，滤饼经粗粉碎后倒入浸提罐中，按比例与食用乙醇充分混合，浸泡数小时后，再进行压滤，之后工序和为醇植物色素提取工艺相同。

【参考文献】

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本文编号：2799320