马铃薯淀粉废水处理新工艺的开发研究

论文摘要

马铃薯系全世界重要的农作物之一,具有相当高的营养成分。除了当食品以外它也是工业生产淀粉的主要原料之一。近年来,中国马铃薯产量居世界首位,马铃薯淀粉年产量达40余万t,年加工马铃薯约300万t,年排放废水约800万t。排放废水中的工艺废水为整个废水的主要污染水源,主要污染物为蛋白质（0.9-2.1%）、糖类等有机物,化学需氧量在10000-40000mg/L范围内。其中蛋白质会自然发酵,释放硫化氢、氨气、吲哚等臭味气体,同时也促进微生物生长,使水中的溶解氧被消耗,导致水的浊度变大,严重地污染环境。国内外通常采用物理、化学或生物方法来处理该废水。本论文将物理-化学及生物两种方法结合起来处理马铃薯淀粉废水。在经过蛋白质沉淀、加热、离心、脱色、过滤和水解等物理-化学法处理之后利用葡萄糖氧化酶将马铃薯淀粉废水进行生物酶降解反应。其中分别利用游离和经过固定化的葡萄糖氧化酶进行生物酶处理,采用的固定化方法为先吸附后用戊二醛交联,固定化载体为竹纤维布料。本过程研究了固定化条件和影响葡萄糖氧化酶的作用因素如pH、温度、酶的投入量及反应时间等。结果表明：马铃薯淀粉废水在经过蛋白质的等电点（pH4.0）下沉淀,90℃下加热搅拌1h,加入1%活性碳脱色等物理过程其糖含量和化学需氧量降低了约30%并且其外观近于透明的水。然后在pH6.0-7.0、30℃下利用葡萄糖氧化酶（游离和固定化）进行酶解反应了1-2d。最终马铃薯淀粉废水经过两种方法连用处理之后,其的糖含量降低了约95%而化学需氧量降低了约85%。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 马铃薯简介
• 1.1.1 来源与现状
• 1.1.2 科学分类和名称
• 1.1.3 营养成分和用途
• 1.2 马铃薯淀粉及其废水
• 1.2.1 马铃薯淀粉
• 1.2.2 马铃薯淀粉废水
• 1.3 废水处理工艺
• 1.3.1 处理方法
• 1.3.2 马铃薯淀粉废水处理举例
• 1.3.2.1 物理化学处理
• 1.3.2.2 生物处理
• 1.4 葡萄糖氧化酶
• 1.4.1 葡萄糖氧化酶的发展历史
• 1.4.2 葡萄糖氧化酶的生产
• 1.4.3 葡萄糖氧化酶的酶学性质
• 1.4.4 葡萄糖氧化酶的反应机理
• 1.4.5 葡萄糖氧化酶的应用
• 1.4.5.1 葡萄糖氧化酶在食品工业中的应用
• 1.4.5.2 葡萄糖氧化酶在饲料行业的应用
• 1.4.5.3 葡萄糖氧化酶在医药行业的应用
• 1.4.5.4 葡萄糖氧化酶的其它应用
• 1.5 葡萄糖氧化酶的固定化
• 1.5.1 固定化酶简介
• 1.5.2 固定化方法
• 1.5.2.1 载体结合法
• 1.5.2.2 交联法
• 1.5.2.3 包埋法
• 1.5.3 固定化葡萄糖氧化酶例举
• 1.6 竹纤维简介
• 1.6.1 竹纤维的结构
• 1.6.2 竹纤维的特性与用途
• 第二章 马铃薯淀粉废液的物理及化学法处理
• 2.1 引言
• 2.2 实验材料与仪器
• 2.2.1 材料与试剂
• 2.2.2 仪器与设备
• 2.3 实验方法
• 2.3.1 马铃薯淀粉废水的制备
• 2.3.2 物理方法处理马铃薯淀粉废液
• 2.3.3 化学方法处理马铃薯淀粉废液
• 2.3.4 测定方法
• 2.3.4.1 蛋白质和氮
• 2.3.4.2 糖
• 2.3.4.3 COD（化学需氧量）
• 2.4 结果与讨论
• 2.4.1 马铃薯淀粉废水的制备
• 2.4.2 葡萄糖标准曲线的制定
• 2.4.3 物理方法处理马铃薯淀粉废液
• 2.4.4 化学方法处理马铃薯淀粉废液
• 2.5 小结
• 第三章 马铃薯淀粉废液的生物酶法处理
• 3.1 引言
• 3.2 实验材料
• 3.2.1 材料与试剂
• 3.2.2 仪器与设备
• 3.3 实验方法
• 3.3.1 固定化葡萄糖氧化酶的制备
• 3.3.2 酶法处理马铃薯淀粉废水
• 3.3.3 测定方法
• 3.3.3.1 酶活力
• 3.3.3.2 糖
• 3.3.3.3 COD（化学需氧量）
• 3.4 结果与讨论
• 3.4.1 固定化葡萄糖氧化酶的制备
• 3.4.1.1 固定化条件对酶活力的影响
• 3.4.1.2 固定化酶的稳定性
• 3.4.2 酶法处理马铃薯淀粉废水
• 3.4.2.1 pH的影响
• 3.4.2.2 温度的影响
• 3.4.2.3 酶投入量的影响
• 3.5 小结
• 第四章 结论
• 4.1 结论
• 4.2 展望
• 参考文献
• 附录
• 致谢
• 研究成果及发表的学术论文
• 作者和导师简介
• 附件