甲壳素生产废碱液双膜耦合碱回收技术研究
发布时间：2023-05-13 22:44
甲壳素及其衍生物的应用越来越广泛,中国已经成为世界上最大的甲壳素生产国和出口国。由于甲壳素生产伴随着大量的酸、碱废水的排放,治理难度大、成本高,废水处理已严重制约着甲壳素产业发展。基于膜技术在其他废水处理方面的应用,本文采用不锈钢超滤膜(SSF)和耐碱纳滤膜(NF)对甲壳素工厂排放的废碱液进行处理,回收碱液和蛋白浓缩物,以探索出一种低成本、高效率并可资源利用的废碱水治理方法;本研究对于膜技术在甲壳素产业中的开发利用具有一定的学术价值,同时在解决甲壳素废碱液处理方面具有重要的应用价值。 为了了解甲壳素生产废碱液的物料体系特点,并为膜技术的应用提供依据,对国内具有代表性的甲壳素工厂排放的以虾壳和蟹壳两类原料产生的废碱液的主要成份进行分析,并采用SSF和耐碱NF膜为介质对虾废碱液进行浓缩分离研究和膜清洗效果探讨。结果显示:虾废碱液碱浓度3.4%(wt/wt),悬浮固形物(SS) 0.11%(wt/wt);总蛋白含量为1.7%(wt/wt),约87%(wt/wt)相对分子质量小于1000;蟹废碱液碱浓度4.0%(wt/wt),SS为3.093%(wt/wt);总蛋白含量4.32%(wt/wt)...
【文章页数】：104 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 立题背景和意义
1.2 国内外研究现状与进展
1.2.1 甲壳素生产废水处理研究进展
1.2.2 膜分离技术废水处理的现状及进展
1.2.3 超滤纳滤技处理废水数学模型研究进展
1.3 本论文的研究目标和内容
1.3.1 研究目标
1.3.2 研究路线
1.3.3 主要研究内容
第二章 废碱液成分分析及双膜耦合回收处理研究
2.1 前言
2.2 材料与方法
2.2.1 实验材料
2.2.2 实验仪器和设备
2.2.3 工艺流程图
2.3 实验方法
2.3.1 蛋白质及其水解物测定
2.3.2 脂肪的测定
2.3.3 虾青素的测定
2.3.4 NaOH 浓度测定
2.3.5 悬浮固形物SS 的测定:
2.3.6 总固形物含量TDS 的测定
2.3.7 化学需氧量COD 的测定
2.3.8 蛋白质及其水解物相对分子质量分布测定
2.3.9 氨基酸分析
2.3.10 Na+、Ca2+的测定
2.3.11 碳酸盐的测定
2.3.12 回收碱液中Fe 的测定
2.3.13 动力粘度的测定
2.3.14 膜通量的测定
2.3.15 不锈钢膜超滤预处理废碱液
2.3.16 纳滤膜澄清过滤废碱液
2.3.17 膜的清洗
2.4 结果与讨论
2.4.1 虾、蟹壳碱煮废碱液中的基本成分
2.4.2 膜回收的蛋白浓缩物的氨基酸组成
2.4.3 废碱液中的蛋白质及其水解物的相对分子质量分布
2.4.4 双膜法处理虾蟹壳碱煮废水的效果
2.4.5 双膜法回收的碱液的质量分析
2.4.6 膜的清洗再生效果
2.5 本章小结
第三章 不锈钢膜超滤甲壳素废碱液的通量及阻力模型
3.1 前言
3.2 实验方法
3.2.1 SSF 膜的纯水通量测定
3.2.2 TMP 对不同浓度实际废碱液的SSF 过滤效果
3.2.3 过滤时间对膜通量的影响
3.2.4 浓缩倍数对膜通量的影响
3.2.5 膜截留率随时间的变化
3.2.6 浓缩恒算
3.2.7 数据处理
3.3 结果与讨论
3.3.1 跨膜压差对膜通量的影响
3.3.2 甲壳碱煮液的澄清和膜通量模型的建立
3.3.3 浓缩倍数对膜通量的影响
3.3.4 时间对截留率的影响
3.3.5 浓缩过程恒算
3.4 本章小结
第四章 耐碱纳滤膜分离特性及碱回收膜处理数学模型
4.1 前言
4.2 实验方法
4.2.1 耐碱纳滤膜分离特性实验
4.2.2 pH 对NF 膜膜肿胀的影响
4.2.3 pH 对NaCl 截留率的影响
4.2.4 耐碱纳滤膜回收虾壳蟹壳碱液实验
4.2.5 NaCl 的测定
4.3 耐碱NF 膜对碱液的神经网络模型
4.3.1 ANNs 训练算法流程
4.3.2 ANNs 模型的建立
4.4 结果与讨论
4.4.1 葡萄糖溶液截留率和纳滤膜结构参数估算
4.4.2 pH 对膜肿胀的影响
4.4.3 pH 对NaCl 截留率的影响
4.4.4 温度对NaOH 溶液膜通量和NaOH 截留率的影响
4.4.5 跨膜压差和NaOH 浓度对膜通量和NaOH 截留率的影响
4.4.6 实际体系膜通量和阻力方程的建立
4.5 本章小结
第五章 超滤-纳滤工艺回收碱液的成本模型
5.1 前言
5.2 成本模型
5.2.1 模型假设
5.2.2 投资成本
5.2.3 非膜成本
5.2.4 膜成本
5.2.5 总资本成本
5.2.6 运行成本
5.3 模型求解、分析及检验
5.3.1 料液非碱固形物含量对膜数量的影响
5.3.2 非碱固形物含量对成本的影响
5.3.3 膜寿命对总成本的影响
5.3.4 日处理时间对成本的影响
5.3.5 工厂设计处理量对成本的影响
5.3.6 膜通量对设备投资的影响
5.3.7 非碱固形物含量和处理能力对设备投资的影响
5.3.8 模型检验
5.4 本章小结
主要结论
创新点
展望
参考文献
作者在攻读博士学位期间发表的论文
致谢
附录
本文编号：3816671
【文章页数】：104 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 立题背景和意义
1.2 国内外研究现状与进展
1.2.1 甲壳素生产废水处理研究进展
1.2.2 膜分离技术废水处理的现状及进展
1.2.3 超滤纳滤技处理废水数学模型研究进展
1.3 本论文的研究目标和内容
1.3.1 研究目标
1.3.2 研究路线
1.3.3 主要研究内容
第二章 废碱液成分分析及双膜耦合回收处理研究
2.1 前言
2.2 材料与方法
2.2.1 实验材料
2.2.2 实验仪器和设备
2.2.3 工艺流程图
2.3 实验方法
2.3.1 蛋白质及其水解物测定
2.3.2 脂肪的测定
2.3.3 虾青素的测定
2.3.4 NaOH 浓度测定
2.3.5 悬浮固形物SS 的测定:
2.3.6 总固形物含量TDS 的测定
2.3.7 化学需氧量COD 的测定
2.3.8 蛋白质及其水解物相对分子质量分布测定
2.3.9 氨基酸分析
2.3.10 Na+、Ca2+的测定
2.3.11 碳酸盐的测定
2.3.12 回收碱液中Fe 的测定
2.3.13 动力粘度的测定
2.3.14 膜通量的测定
2.3.15 不锈钢膜超滤预处理废碱液
2.3.16 纳滤膜澄清过滤废碱液
2.3.17 膜的清洗
2.4 结果与讨论
2.4.1 虾、蟹壳碱煮废碱液中的基本成分
2.4.2 膜回收的蛋白浓缩物的氨基酸组成
2.4.3 废碱液中的蛋白质及其水解物的相对分子质量分布
2.4.4 双膜法处理虾蟹壳碱煮废水的效果
2.4.5 双膜法回收的碱液的质量分析
2.4.6 膜的清洗再生效果
2.5 本章小结
第三章 不锈钢膜超滤甲壳素废碱液的通量及阻力模型
3.1 前言
3.2 实验方法
3.2.1 SSF 膜的纯水通量测定
3.2.2 TMP 对不同浓度实际废碱液的SSF 过滤效果
3.2.3 过滤时间对膜通量的影响
3.2.4 浓缩倍数对膜通量的影响
3.2.5 膜截留率随时间的变化
3.2.6 浓缩恒算
3.2.7 数据处理
3.3 结果与讨论
3.3.1 跨膜压差对膜通量的影响
3.3.2 甲壳碱煮液的澄清和膜通量模型的建立
3.3.3 浓缩倍数对膜通量的影响
3.3.4 时间对截留率的影响
3.3.5 浓缩过程恒算
3.4 本章小结
第四章 耐碱纳滤膜分离特性及碱回收膜处理数学模型
4.1 前言
4.2 实验方法
4.2.1 耐碱纳滤膜分离特性实验
4.2.2 pH 对NF 膜膜肿胀的影响
4.2.3 pH 对NaCl 截留率的影响
4.2.4 耐碱纳滤膜回收虾壳蟹壳碱液实验
4.2.5 NaCl 的测定
4.3 耐碱NF 膜对碱液的神经网络模型
4.3.1 ANNs 训练算法流程
4.3.2 ANNs 模型的建立
4.4 结果与讨论
4.4.1 葡萄糖溶液截留率和纳滤膜结构参数估算
4.4.2 pH 对膜肿胀的影响
4.4.3 pH 对NaCl 截留率的影响
4.4.4 温度对NaOH 溶液膜通量和NaOH 截留率的影响
4.4.5 跨膜压差和NaOH 浓度对膜通量和NaOH 截留率的影响
4.4.6 实际体系膜通量和阻力方程的建立
4.5 本章小结
第五章 超滤-纳滤工艺回收碱液的成本模型
5.1 前言
5.2 成本模型
5.2.1 模型假设
5.2.2 投资成本
5.2.3 非膜成本
5.2.4 膜成本
5.2.5 总资本成本
5.2.6 运行成本
5.3 模型求解、分析及检验
5.3.1 料液非碱固形物含量对膜数量的影响
5.3.2 非碱固形物含量对成本的影响
5.3.3 膜寿命对总成本的影响
5.3.4 日处理时间对成本的影响
5.3.5 工厂设计处理量对成本的影响
5.3.6 膜通量对设备投资的影响
5.3.7 非碱固形物含量和处理能力对设备投资的影响
5.3.8 模型检验
5.4 本章小结
主要结论
创新点
展望
参考文献
作者在攻读博士学位期间发表的论文
致谢
附录
本文编号：3816671
本文链接：https://www.wllwen.com/shengtaihuanjingbaohulunwen/3816671.html
