固定化微生物技术处理洗毛废水及资源综合利用研究

论文摘要

为了减少洗毛废水对环境的污染和洗毛落物对环境的污染以及造成资源的浪费,研究了固定化洗毛技术和洗毛落物综合利用技术。在聚氨酯良好成膜性作用下,利用壳聚糖的吸附性和生物相容性,将壳聚糖和聚氨酯均匀混合,同时加入蔗糖碳源营养物质形成共混膜,蔗糖碳源在共混膜的均匀缓释作用下,可被微生物吸收利用。根据产生的絮凝剂的成分和生物特性,选择酱油曲霉作为固定化生物,将其固定在壳聚糖和聚氨酯共混膜上,并对膜表面形貌、吸水性、红外光谱图的特征及固定化酱油曲霉的效果进行实验测试。并应用minitab软件的分析功能分析膜中蔗糖含量、硝酸钠、温度、初始pH、膜中壳聚糖含量、初始COD和处理时间对洗毛废水去除效果的影响。实验表明,随着壳聚糖粉体含量的增加,共混膜的表面形貌由致密逐渐变得疏松多孔,形成类似海绵状结构,且随壳聚糖含量增加其成膜性变差。共混膜中各成分分布较为均匀,两者的相容性较好；其吸水性均随着壳聚糖和营养成分的增加逐渐得到改善。由于固定化膜的性能的需要,选择壳聚糖含量为20%和碳源营养物质的质量含量为5%成膜,其成膜后经过48小时的固定化后,酱油曲霉固定化效果较好。研究了固定化载体的性能、外界条件对固定化效果的影响。实验表明,在PH7.0和温度为30℃条件下,处理后洗毛废水的COD由12000mg/L减少到198mg/L,悬浮物浓度（SS）由1935mg,/l减少到125mg/l,达到了《污水综合排放标准》（GB8979-1996）的要求。同时,为了对资源进行充分利用,在采用机械离心法对洗毛废水提取羊毛脂后,对于生产过程中产生的洗毛落物和洗毛剩下的淤泥进行堆肥发酵处理,洗毛淤泥活化细菌复合菌剂Ⅰ,在此基础上加入胶冻样芽孢杆菌和肉桂褐链霉菌与复合菌剂Ⅰ混合得到混合菌剂Ⅱ。以洗毛落物、淤泥为基础，将其共同植入上述混合物中进行堆肥发酵,处理120天,最后检测其速效氮、钾和磷的含量变化。实验表明,随着时间的延长,氮和磷增加,但是增长时间较长,增长缓慢,钾几乎没有变化。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 文献综述
• 1.1 研究意义
• 1.2 国内外研究概况
• 1.2.1 洗毛废水处理研究现状
• 1.2.2 壳聚糖固定化微生物技术在废水处理方面研究现状
• 1.2.3 洗毛落物利用研究现状
• 1.3 论文研究内容及创新点
• 1.3.1 研究内容
• 1.3.2 创新点
• 第二章 材料与方法
• 2.1 实验材料
• 2.1.1 菌种及废水来源
• 2.1.2 实验仪器
• 2.1.3 实验试剂
• 2.2 实验方法
• 2.2.1 微生物培养基及其培养条件
• 2.2.2 酱油曲霉（Aspergillus sojae）的活化
• 2.2.3 壳聚糖膜的制备
• 2.2.4 堆肥菌种的活化
• 2.2.5 性能测试
• 2.2.6 酱油曲霉（Aspergillus sojae）的固定化
• 第三章 生物膜表征与洗毛废水处理
• 3.1 生物膜形貌特征
• 3.2 膜的力学性能分析
• 3.2.1 蔗糖含量对成膜力学性能的影响
• 3.2.1.1 蔗糖含量对断裂强力的影响
• 3.2.1.2 蔗糖含量对断裂伸长的影响
• 3.2.2 壳聚糖含量对成膜力学性能的影响
• 3.2.2.1 壳聚糖含量对断裂强力的影响
• 3.2.2.2 壳聚糖含量对断裂伸长的影响
• 3.3 生物膜吸水性能
• 3.3.1 蔗糖含量与吸水率的关系
• 3.3.2 膜壳聚糖含量与吸水率的关系
• 3.3.3 吸水时间与吸水率的关系
• 3.4 生物膜红外光谱分析
• 3.4.1 不同的蔗糖含量的红外光谱图
• 3.4.2 不同的壳聚糖含量的红外光谱图
• 3.5 洗毛废水处理分析
• 3.5.1 COD去除效果分析
• 3.5.1.1 pH值对COD除去效果的影响
• 3.5.1.2 温度对COD除去效果的影响
• 3.5.1.3 碳源对COD除去效果的影响
• 3.5.1.4 MINITAB分析
• 3.5.2 SS去除效果分析
• 3.5.2.1 PH值对SS除去效果的影响
• 3.5.2.2 温度对SS除去效果的影响
• 3.5.2.3 碳源对SS除去效果的影响
• 3.5.2.4 MINITAB分析结果
• 3.5.3 方程的检验
• 3.6 堆肥化处理讨论
• 3.6.1 待测液的制备
• 3.6.2 测试
• 3.6.3 堆肥测试结果及讨论
• 3.6.3.1 洗毛落物的有机质含量测试
• 3.6.3.2 洗毛落物的氮素含量测试
• 3.6.3.3 速效P含量的变化分析
• 3.6.3.4 K含量的变化分析
• 第四章 洗毛废水处理及堆肥机理分析
• 4.1 共混膜成膜机理分析
• 4.2 洗毛废水处理机理分析
• 4.3 堆肥基本机理分析
• 第五章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 致谢