高效提取剩余污泥中高分子物质实验研究

发布时间：2021-11-03 05:20

　　资源回收是未来污水处理发展的必然趋势。其中,回收污水处理副产物——剩余污泥中有利用价值的元素与物质更是今后研究的重点。除磷资源与化学能源外,剩余污泥中亦包含很多高分子物质如胞外聚合物（EPS）。这些由细菌合成的高分子物质具有独特化学性能,可作为重金属离子吸附剂、生物絮凝剂、土壤改良剂、增稠剂等,亦可作为高值阻燃材料、甚至制作高档饰品。受限于在污泥中的原生含量以及提取方法,往往对EPS提取效率很低。对此,课题研究提出一种表面活性剂强化超声波的提取方法,旨在有效增加EPS提取效率的同时,亦将污泥细胞破壁释出的高分子物质一并提取,试图扩大剩余污泥资源化的应用范围。选用阴离子型表面活性剂（十二烷基硫酸钠,SDS）与阳离子型表面活性剂（十六烷基三甲基溴化铵,CTAB）强化超声波提取污泥中高分子物质。实验表明,在100 W低功率、5 min脉冲时间条件下,SDS与CTAB在浓度0.10 g/L时提取效果最佳,高分子物质提取增量分别为53.1%和76.5%。高表面活性剂浓度作用下,高分子物质会发生离心沉淀而使提取效率变低;表面活性剂强化超声波会出现协同作用,促进污泥絮体结构解体、粒径变小,提取效率优... 

【文章来源】：北京建筑大学北京市

【文章页数】：93 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题背景、目的及意义
        1.1.1 课题背景
        1.1.2 课题目的及意义
    1.2 高分子物质提取方法
        1.2.1 剩余污泥中物质组成及应用
        1.2.2 传统提取方法
        1.2.3 表面活性剂强化超声波法
    1.3 重金属离子吸附机理
    1.4 论文梗概
第2章 提取条件优化
    2.1 引言
    2.2 实验材料与方法
        2.2.1 实验材料
        2.2.2 实验仪器
        2.2.3 实验方法建立
        2.2.4 表征方法
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 提取方法对比
        2.3.2 超声波功率
        2.3.3 表面活性剂种类与浓度
        2.3.4 离心转速
    2.4 本章小结
第3章 高分子物质特性分析
    3.1 引言
    3.2 实验材料与方法
        3.2.1 实验材料
        3.2.2 实验仪器
        3.2.3 EPS滤饼
        3.2.4 分析方法
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 组分分析
        3.3.2 XPS元素分析
        3.3.3 官能团分析
        3.3.4 粒径分析
        3.3.5 EPS滤饼分析
    3.4 本章小结
第4章 重金属离子吸附行为及机制
    4.1 引言
    4.2 实验材料与方法
        4.2.1 实验材料
        4.2.2 实验仪器
        4.2.3 实验建立
        4.2.4 分析方法
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 吸附性能
        4.3.2 等温吸附曲线
        4.3.3 FTIR与 XPS吸附机制分析
        4.3.4 EPS滤饼吸附特性
    4.4 本章小结
第5章 结论与建议
    5.1 结论
    5.2 建议
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间发表的主要学术论文


【参考文献】：
期刊论文
[1]表面活性剂辅助超声萃取杜仲叶总多酚及其抗氧化活性研究[J]. 李陆军,王志宏,霍延平,王翔,杨秋玲,彭密军.  日用化学工业. 2020(03)
[2]污水热能利用现状与潜在用途[J]. 郝晓地,叶嘉洲,李季,江瀚.  中国给水排水. 2019(18)
[3]污水磷回收新产物——蓝铁矿[J]. 郝晓地,周健,王崇臣,Markvan Loosdrect.  环境科学学报. 2018(11)
[4]藻酸盐污水处理合成研究现状与应用前景[J]. 曹达啟,王振,郝晓地,仇付国.  中国给水排水. 2017(04)
[5]蓝色经济下的水技术变革[J]. 郝晓地,李天宇,Mark van Loosdrecht,江瀚,曹达啟.  中国给水排水. 2017(02)
[6]活性污泥胞外聚合物对Pb2+和Cu2+的吸附机理[J]. 康得军,谢丹瑜,匡帅,江雪,孙健,唐虹,付凤富.  中国给水排水. 2016(21)
[7]细菌生物膜与表面活性剂抗菌的研究进展[J]. 刘珏玲,杨伟峰,王毅.  中国病原生物学杂志. 2016(09)
[8]曝气池活性污泥胞外聚合物对Pb2+、Zn2+、Cu2+的吸附研究[J]. 李章安,曾艳,张明青,张鹏,邵淋飞.  安徽农业科学. 2011(33)
[9]真菌胞内多糖提取方法的研究进展[J]. 阿燕.  微生物学杂志. 2011(05)
[10]几种真菌DNA提取方法的比较[J]. 吴发红,黄东益,黄小龙,周鑫,程文杰.  中国农学通报. 2009(08)

博士论文
[1]改性碳纳米管的制备及其对苯系物和重金属吸附特性研究[D]. 于飞.上海交通大学 2013

硕士论文
[1]应用泡沫浮选法分离土壤中重金属研究[D]. 孙慧超.中国地质大学（北京） 2011
[2]高压脉冲电场及超声场提取啤酒废酵母中蛋白质与核酸[D]. 刘铮.江南大学 2007
[3]圆褐固氮菌G-3菌株聚羟基烷酸（PHA）的提取研究[D]. 彭菊芳.西北大学 2001



本文编号：3473129