固定化溶菌酶改善印染污泥脱水性能及印染助剂对其影响机理研究
发布时间：2021-05-19 18:24
印染污泥不仅具有含水率高、脱水性能差的特点,而且污泥中含有的染料、浆料、助剂和重金属等组分,使其具有更强的生物学毒性,一旦处置不当会造成严重的环境污染问题。而目前针对印染污泥的处置措施都对含水率给出了严格的界定标准,高含水率已经成为制约印染污泥减量/减容化的关键因子。目前除物理、化学等传统的强化污泥脱水的手段外,生物酶法作为一种新型的、环境友好的污泥脱水方法,其有效性已经得到证实。但酶制剂的价格昂贵,且存在容易失活的风险,增加了其应用推广的难度。故本文提出“固定化溶菌酶溶胞印染污泥强化脱水”的方法,围绕此方法开展系统的研究,以期为实际的应用推广提供理论基础和技术支撑。本论文主要从以下几个方面展开:（1）制备磁性纤维素微球（MCMs）载体实现对溶菌酶（LYZ）共价键固定,并考察磁性纤维素固定化溶菌酶（MCMs-LYZ）的生物学特性;（2）以剩余污泥为研究对象,探索MCMs-LYZ溶胞剩余污泥改善污泥脱水性能的可行性,以3D-EEM、SEM为手段揭示MCMs-LYZ溶胞污泥强化脱水机理;（3）探索超声/固定化溶菌酶（US/MCMs-LYZ）协同溶胞印染污泥改善脱水性能的有效性,及其强化脱水...
【文章来源】：东华大学上海市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：128 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 印染污泥问题
1.1.1 印染污泥的来源及危害
1.1.2 印染污泥处理处置现状
1.2 印染污泥特性
1.2.1 印染污泥中水的赋存形态
1.2.2 胞外聚合物及其对污泥脱水性能的影响
1.3 污泥溶胞脱水减量化技术
1.3.1 物理法溶胞
1.3.2 化学法溶胞
1.3.3 生物法溶胞
1.3.4 协同联合溶胞
1.4 磁性纳米颗粒固定化酶的研究进展
1.4.1 磁性纳米颗粒载体类型
1.4.2 固定化方法
1.5 有机污染物与酶相互作用的研究进展及研究方法
1.5.1 有机污染物与酶相互作用的研究现状
1.5.2 小分子污染物与酶相互作用的研究方法
1.6 论文研究的目的与意义
1.7 研究内容
1.8 技术路线
第二章 磁性纤维素固定化溶菌酶(MCMS-LYZ)的制备及其性能研究
2.1 引言
2.2 实验材料及设备
2.2.1 实验材料与试剂
2.2.2 实验所需仪器
2.3 实验方法
2.3.1 磁性纤维素微球固定化溶菌酶(MCMs-LYZ)的制备
2.3.2 磁性纤维素微球固定化溶菌酶(MCMs-LYZ)的表征
2.3.3 磁性纤维素微球固定化溶菌酶(MCMs-LYZ)性能评价试验
2.4 结果与讨论
2.4.1 磁性纤维素固定化溶菌酶(MCMs-LYZ)的结构表征
2.4.2 pH对 MCMs-LYZ活性的影响
2.4.3 温度对MCMs-LYZ活性的影响
2.4.4 MCMs-LYZ的热稳定性
2.4.5 MCMs-LYZ的贮藏稳定性
2.4.6 MCMs-LYZ的可重复利用性
2.4.7 MCMs-LYZ的米氏常数Km测定
2.5 本章小结
第三章 磁性纤维素固定化溶菌酶(MCMS-LYZ)强化剩余污泥脱水及机理研究
3.1 引言
3.2 试验材料及设备
3.2.1 实验材料
3.2.2 试验试剂
3.2.3 试验设备
3.3 试验方法
3.3.1 MCMs-LYZ溶胞剩余污泥试验
3.3.2 污泥胞外聚合物(EPS)的提取方法
3.3.3 污泥比阻(SRF)测定方法
3.3.4 其他参数测试方法
3.4 结果与讨论
3.4.1 MCMs-LYZ投加量对污泥溶胞效果的影响
3.4.2 温度对MCMs-LYZ溶胞污泥效果的影响
3.4.3 pH对 MCMs-LYZ溶胞污泥效果的影响
3.4.4 MCMs-LYZ溶胞污泥效率的过程分析
3.4.5 MCMs-LYZ溶胞强化污泥脱水机理研究
3.5 本章小结
第四章 超声/固定化溶菌酶(US/MCMS-LYZ)协同溶胞改善印染污泥脱水性能及其机理研究
4.1 引言
4.2 实验材料与方法
4.2.1 实验材料
4.2.2 实验方法
4.2.3 分析方法
4.3 结果与讨论
4.3.1 能量密度对US/MCMs-LYZ协同溶胞印染污泥效果的影响
4.3.2 能量密度对US/MCMs-LYZ协同改善印染污泥脱水效果的影响
4.3.3 超声时间对US/MCMs-LYZ协同溶胞印染污泥效果的影响
4.3.4 超声时间对US/MCMs-LYZ协同改善印染污泥脱水效果的影响
4.3.5 US/MCMs-LYZ协同溶胞改善印染污泥脱水性能的机理研究
4.3.6 US/MCMs-LYZ协同溶胞后印染污泥干燥特性研究
4.4 本章小结
第五章 SDBS对MCMs-LYZ溶胞印染污泥效果影响及其机理研究
5.1 引言
5.2 实验材料和仪器
5.2.1 实验仪器
5.2.2 实验试剂
5.2.3 溶液配制
5.3 实验方法
5.3.1 SDBS对 MCMs-LYZ溶胞印染污泥效果的影响实验
5.3.2 SDBS—LYZ体系的紫外吸收光谱
5.3.3 SDBS—LYZ体系的荧光猝灭
5.3.4 SDBS—LYZ体系的同步荧光
5.3.5 SDBS—LYZ体系的圆二色光谱
5.4 结果与讨论
5.4.1 SDBS对 MCMs-LYZ溶胞印染污泥效率的影响
5.4.2 SDBS对 MCMs-LYZ溶胞后印染污泥脱水性能的影响
5.4.3 SDBS—LYZ体系的紫外光谱
5.4.4 SDBS—LYZ体系的荧光猝灭过程及机理分析
5.4.5 SDBS—LYZ体系的同步荧光光谱
5.4.6 SDBS—LYZ体系的圆二色光谱(CD)图谱
5.5 本章小结
第六章 O-ANISIDINE对 MCMS-LYZ溶胞印染污泥效果的影响及其机理研究
6.1 引言
6.2 实验材料和仪器
6.2.1 实验仪器
6.2.2 实验试剂
6.2.3 溶液配制
6.3 实验方法
6.3.1 o-Anisidine对 MCMs-LYZ溶胞印染污泥效果的影响实验
6.3.2 o-Anisidine—LYZ体系的紫外吸收光谱
6.3.3 o-Anisidine—LYZ体系的荧光猝灭
6.3.4 o-Anisidine—LYZ体系的同步荧光
6.3.5 o-Anisidine—LYZ体系的圆二色光谱
6.4 结果与讨论
6.4.1 o-Anisidine对 MCMs-LYZ溶胞印染污泥效率的影响
6.4.2 o-Anisidine对 MCMs-LYZ溶胞后印染污泥脱水性能的影响
6.4.3 o-Anisidine—LYZ体系的紫外光谱
6.4.4 o-Anisidine—LYZ体系的荧光猝灭过程及机理分析
6.4.5 o-Anisidine—LYZ体系的同步荧光光谱
6.4.6 o-Anisidine—LYZ体系的圆二色光谱(CD)图谱
6.5 本章小结
第七章 结论与展望
7.1 结论
7.2 创新点
7.3 建议与展望
参考文献
攻读博士学位期间的研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]Exploring the Performance of Magnetic Immobilized Lysozyme on Sludge Hydrolysis and Mechanism of Improving Dewaterability of Excess Sludge[J]. 薛飞,陈钦,李玉龙,刘二燕,李登新. Journal of Donghua University（English Edition）. 2019(04)
[2]Immobilization of organophosphorus hydrolase enzyme by covalent attachment on modified cellulose microfibers using different chemical activation strategies:Characterization and stability studies[J]. Meisam Sharifi,Seyed-Mortaza Robatjazi,Minoo Sadri,Jafar Mohammadian Mosaabadi. Chinese Journal of Chemical Engineering. 2019(01)
[3]絮凝剂和溶菌酶联用促进污泥脱水性能[J]. 罗璐,施周,周先敏,李广超. 湖南大学学报(自然科学版). 2018(12)
[4]铁碳微电解处理焦化废水生化出水有机质的去除机制[J]. 冯三三,张国栋,孙慧芳,杨茹霞,程芳琴. 水处理技术. 2018(04)
[5]碱/超声对土霉素菌渣溶胞效果的影响[J]. 李贵霞,钟为章,王贺飞,张涛,孙德智,李再兴. 环境科学与技术. 2018(02)
[6]低强度超声波对膨胀活性污泥沉降性能及污泥减量的影响[J]. 王梦杰,员建,马华继,邓有学. 化工进展. 2017(03)
[7]珊溪水库库区及入库支流水体三维荧光光谱特征分析[J]. 王珅,冯孙林,陈霞,周永芳,赵小敏,郑元铸. 黑龙江环境通报. 2016(04)
[8]印染污泥的危险特性[J]. 姚琪,沈莉萍,江明月. 印染. 2016(23)
[9]绿竹不同部位竹材的物理化学特性研究[J]. 陈秋艳,魏璐,苗庆显,罗小林,马晓娟,陈礼辉,黄六莲. 中国造纸学报. 2016(03)
[10]胞外聚合物对活性污泥吸附生活污水碳源的影响[J]. 胡小兵,叶星,周元凯,饶强,朱荣芳,齐小宏,钟梅英. 环境科学学报. 2016(11)
博士论文
[1]臭氧氧化联合粉末活性炭吸附缓解超滤膜污染研究[D]. 王辉.哈尔滨工业大学 2017
[2]两级MBR工艺处理煤气化废水生化出水的效能研究[D]. 贾胜勇.哈尔滨工业大学 2016
[3]碳化硅基铁磁半导体的电子结构和磁性研究[D]. 林龙.大连交通大学 2015
[4]水浸煤自燃宏观特征及防治技术研究[D]. 徐长富.中国矿业大学(北京) 2015
[5]镧和紫外线-B对大豆幼苗根系生长与氮素营养的复合影响[D]. 黄光荣.江南大学 2014
[6]基于污泥破解的剩余污泥资源化利用[D]. 李义勇.华南理工大学 2014
[7]纳米材料用于有机污染物的磁固相萃取和光催化降解[D]. 杨静.南京大学 2014
[8]磁性壳聚糖纳米颗粒的制备、体外安全性评价及食品领域应用[D]. 周郑坤.西北农林科技大学 2014
[9]微生物胞外聚合物与废水中有毒污染物相互作用及对生物反应器性能影响[D]. 徐娟.中国科学技术大学 2013
硕士论文
[1]光谱法研究邻苯二甲酸酯类塑化剂与牛血清白蛋白之间的相互作用[D]. 李东玲.渤海大学 2019
[2]不同粒径厌氧氨氧化颗粒污泥脱氮效能及污泥菌群特性的研究[D]. 冒盛鑫.中国矿业大学 2019
[3]缺氧—好氧污水生物处理过程中污泥特性和N2O产生特征研究[D]. 郭东丽.河南师范大学 2018
[4]微生物絮凝剂改性及其处理印染废水的试验研究[D]. 王晴晴.中国矿业大学 2018
[5]不同强度超声波促进酶解污泥提取蛋白质的研究[D]. 丁静雨.郑州大学 2018
[6]皂角苷和柠檬酸联合对污泥中重金属的淋洗去除效果及风险评价[D]. 叶涛.华中农业大学 2017
[7]生物炭对重金属污染底泥的修复及其对土著微生物群落的影响研究[D]. 柳林杉.湖南大学 2017
[8]功能化氧化石墨烯的制备及其在酶固定化中的应用[D]. 刘彩虹.江苏大学 2017
[9]农药、塑化剂与蛋白质的结合机理研究[D]. 王亚萍.南昌大学 2015
[10]印染污泥调质与深度脱水研究[D]. 仲霓.天津大学 2015
本文编号：3196229
【文章来源】：东华大学上海市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：128 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 印染污泥问题
1.1.1 印染污泥的来源及危害
1.1.2 印染污泥处理处置现状
1.2 印染污泥特性
1.2.1 印染污泥中水的赋存形态
1.2.2 胞外聚合物及其对污泥脱水性能的影响
1.3 污泥溶胞脱水减量化技术
1.3.1 物理法溶胞
1.3.2 化学法溶胞
1.3.3 生物法溶胞
1.3.4 协同联合溶胞
1.4 磁性纳米颗粒固定化酶的研究进展
1.4.1 磁性纳米颗粒载体类型
1.4.2 固定化方法
1.5 有机污染物与酶相互作用的研究进展及研究方法
1.5.1 有机污染物与酶相互作用的研究现状
1.5.2 小分子污染物与酶相互作用的研究方法
1.6 论文研究的目的与意义
1.7 研究内容
1.8 技术路线
第二章 磁性纤维素固定化溶菌酶(MCMS-LYZ)的制备及其性能研究
2.1 引言
2.2 实验材料及设备
2.2.1 实验材料与试剂
2.2.2 实验所需仪器
2.3 实验方法
2.3.1 磁性纤维素微球固定化溶菌酶(MCMs-LYZ)的制备
2.3.2 磁性纤维素微球固定化溶菌酶(MCMs-LYZ)的表征
2.3.3 磁性纤维素微球固定化溶菌酶(MCMs-LYZ)性能评价试验
2.4 结果与讨论
2.4.1 磁性纤维素固定化溶菌酶(MCMs-LYZ)的结构表征
2.4.2 pH对 MCMs-LYZ活性的影响
2.4.3 温度对MCMs-LYZ活性的影响
2.4.4 MCMs-LYZ的热稳定性
2.4.5 MCMs-LYZ的贮藏稳定性
2.4.6 MCMs-LYZ的可重复利用性
2.4.7 MCMs-LYZ的米氏常数Km测定
2.5 本章小结
第三章 磁性纤维素固定化溶菌酶(MCMS-LYZ)强化剩余污泥脱水及机理研究
3.1 引言
3.2 试验材料及设备
3.2.1 实验材料
3.2.2 试验试剂
3.2.3 试验设备
3.3 试验方法
3.3.1 MCMs-LYZ溶胞剩余污泥试验
3.3.2 污泥胞外聚合物(EPS)的提取方法
3.3.3 污泥比阻(SRF)测定方法
3.3.4 其他参数测试方法
3.4 结果与讨论
3.4.1 MCMs-LYZ投加量对污泥溶胞效果的影响
3.4.2 温度对MCMs-LYZ溶胞污泥效果的影响
3.4.3 pH对 MCMs-LYZ溶胞污泥效果的影响
3.4.4 MCMs-LYZ溶胞污泥效率的过程分析
3.4.5 MCMs-LYZ溶胞强化污泥脱水机理研究
3.5 本章小结
第四章 超声/固定化溶菌酶(US/MCMS-LYZ)协同溶胞改善印染污泥脱水性能及其机理研究
4.1 引言
4.2 实验材料与方法
4.2.1 实验材料
4.2.2 实验方法
4.2.3 分析方法
4.3 结果与讨论
4.3.1 能量密度对US/MCMs-LYZ协同溶胞印染污泥效果的影响
4.3.2 能量密度对US/MCMs-LYZ协同改善印染污泥脱水效果的影响
4.3.3 超声时间对US/MCMs-LYZ协同溶胞印染污泥效果的影响
4.3.4 超声时间对US/MCMs-LYZ协同改善印染污泥脱水效果的影响
4.3.5 US/MCMs-LYZ协同溶胞改善印染污泥脱水性能的机理研究
4.3.6 US/MCMs-LYZ协同溶胞后印染污泥干燥特性研究
4.4 本章小结
第五章 SDBS对MCMs-LYZ溶胞印染污泥效果影响及其机理研究
5.1 引言
5.2 实验材料和仪器
5.2.1 实验仪器
5.2.2 实验试剂
5.2.3 溶液配制
5.3 实验方法
5.3.1 SDBS对 MCMs-LYZ溶胞印染污泥效果的影响实验
5.3.2 SDBS—LYZ体系的紫外吸收光谱
5.3.3 SDBS—LYZ体系的荧光猝灭
5.3.4 SDBS—LYZ体系的同步荧光
5.3.5 SDBS—LYZ体系的圆二色光谱
5.4 结果与讨论
5.4.1 SDBS对 MCMs-LYZ溶胞印染污泥效率的影响
5.4.2 SDBS对 MCMs-LYZ溶胞后印染污泥脱水性能的影响
5.4.3 SDBS—LYZ体系的紫外光谱
5.4.4 SDBS—LYZ体系的荧光猝灭过程及机理分析
5.4.5 SDBS—LYZ体系的同步荧光光谱
5.4.6 SDBS—LYZ体系的圆二色光谱(CD)图谱
5.5 本章小结
第六章 O-ANISIDINE对 MCMS-LYZ溶胞印染污泥效果的影响及其机理研究
6.1 引言
6.2 实验材料和仪器
6.2.1 实验仪器
6.2.2 实验试剂
6.2.3 溶液配制
6.3 实验方法
6.3.1 o-Anisidine对 MCMs-LYZ溶胞印染污泥效果的影响实验
6.3.2 o-Anisidine—LYZ体系的紫外吸收光谱
6.3.3 o-Anisidine—LYZ体系的荧光猝灭
6.3.4 o-Anisidine—LYZ体系的同步荧光
6.3.5 o-Anisidine—LYZ体系的圆二色光谱
6.4 结果与讨论
6.4.1 o-Anisidine对 MCMs-LYZ溶胞印染污泥效率的影响
6.4.2 o-Anisidine对 MCMs-LYZ溶胞后印染污泥脱水性能的影响
6.4.3 o-Anisidine—LYZ体系的紫外光谱
6.4.4 o-Anisidine—LYZ体系的荧光猝灭过程及机理分析
6.4.5 o-Anisidine—LYZ体系的同步荧光光谱
6.4.6 o-Anisidine—LYZ体系的圆二色光谱(CD)图谱
6.5 本章小结
第七章 结论与展望
7.1 结论
7.2 创新点
7.3 建议与展望
参考文献
攻读博士学位期间的研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]Exploring the Performance of Magnetic Immobilized Lysozyme on Sludge Hydrolysis and Mechanism of Improving Dewaterability of Excess Sludge[J]. 薛飞,陈钦,李玉龙,刘二燕,李登新. Journal of Donghua University（English Edition）. 2019(04)
[2]Immobilization of organophosphorus hydrolase enzyme by covalent attachment on modified cellulose microfibers using different chemical activation strategies:Characterization and stability studies[J]. Meisam Sharifi,Seyed-Mortaza Robatjazi,Minoo Sadri,Jafar Mohammadian Mosaabadi. Chinese Journal of Chemical Engineering. 2019(01)
[3]絮凝剂和溶菌酶联用促进污泥脱水性能[J]. 罗璐,施周,周先敏,李广超. 湖南大学学报(自然科学版). 2018(12)
[4]铁碳微电解处理焦化废水生化出水有机质的去除机制[J]. 冯三三,张国栋,孙慧芳,杨茹霞,程芳琴. 水处理技术. 2018(04)
[5]碱/超声对土霉素菌渣溶胞效果的影响[J]. 李贵霞,钟为章,王贺飞,张涛,孙德智,李再兴. 环境科学与技术. 2018(02)
[6]低强度超声波对膨胀活性污泥沉降性能及污泥减量的影响[J]. 王梦杰,员建,马华继,邓有学. 化工进展. 2017(03)
[7]珊溪水库库区及入库支流水体三维荧光光谱特征分析[J]. 王珅,冯孙林,陈霞,周永芳,赵小敏,郑元铸. 黑龙江环境通报. 2016(04)
[8]印染污泥的危险特性[J]. 姚琪,沈莉萍,江明月. 印染. 2016(23)
[9]绿竹不同部位竹材的物理化学特性研究[J]. 陈秋艳,魏璐,苗庆显,罗小林,马晓娟,陈礼辉,黄六莲. 中国造纸学报. 2016(03)
[10]胞外聚合物对活性污泥吸附生活污水碳源的影响[J]. 胡小兵,叶星,周元凯,饶强,朱荣芳,齐小宏,钟梅英. 环境科学学报. 2016(11)
博士论文
[1]臭氧氧化联合粉末活性炭吸附缓解超滤膜污染研究[D]. 王辉.哈尔滨工业大学 2017
[2]两级MBR工艺处理煤气化废水生化出水的效能研究[D]. 贾胜勇.哈尔滨工业大学 2016
[3]碳化硅基铁磁半导体的电子结构和磁性研究[D]. 林龙.大连交通大学 2015
[4]水浸煤自燃宏观特征及防治技术研究[D]. 徐长富.中国矿业大学(北京) 2015
[5]镧和紫外线-B对大豆幼苗根系生长与氮素营养的复合影响[D]. 黄光荣.江南大学 2014
[6]基于污泥破解的剩余污泥资源化利用[D]. 李义勇.华南理工大学 2014
[7]纳米材料用于有机污染物的磁固相萃取和光催化降解[D]. 杨静.南京大学 2014
[8]磁性壳聚糖纳米颗粒的制备、体外安全性评价及食品领域应用[D]. 周郑坤.西北农林科技大学 2014
[9]微生物胞外聚合物与废水中有毒污染物相互作用及对生物反应器性能影响[D]. 徐娟.中国科学技术大学 2013
硕士论文
[1]光谱法研究邻苯二甲酸酯类塑化剂与牛血清白蛋白之间的相互作用[D]. 李东玲.渤海大学 2019
[2]不同粒径厌氧氨氧化颗粒污泥脱氮效能及污泥菌群特性的研究[D]. 冒盛鑫.中国矿业大学 2019
[3]缺氧—好氧污水生物处理过程中污泥特性和N2O产生特征研究[D]. 郭东丽.河南师范大学 2018
[4]微生物絮凝剂改性及其处理印染废水的试验研究[D]. 王晴晴.中国矿业大学 2018
[5]不同强度超声波促进酶解污泥提取蛋白质的研究[D]. 丁静雨.郑州大学 2018
[6]皂角苷和柠檬酸联合对污泥中重金属的淋洗去除效果及风险评价[D]. 叶涛.华中农业大学 2017
[7]生物炭对重金属污染底泥的修复及其对土著微生物群落的影响研究[D]. 柳林杉.湖南大学 2017
[8]功能化氧化石墨烯的制备及其在酶固定化中的应用[D]. 刘彩虹.江苏大学 2017
[9]农药、塑化剂与蛋白质的结合机理研究[D]. 王亚萍.南昌大学 2015
[10]印染污泥调质与深度脱水研究[D]. 仲霓.天津大学 2015
本文编号：3196229
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