染料和助剂对碱性蛋白酶水解污泥的影响研究

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1、学校代码：1025510255学号：2161454DONGHUAUNIVERSITY东华大学硕士学位论文染料和助剂对碱性蛋白酶水解污泥的影响研究THESTUDYONTHEEFFECTSOFDYESANDAUXILIARIESONALKALINEPROTEASEHYDROLYSIS学科专业：环境工程作者姓名：曹露指导教师：李登新答辩日期：2018年05月28日东华大学学位论文原创性声明本人郑重声明：我恪守学术道德，崇尚严谨学风。所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已明确注明和引用的内容

2、外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品及成果的内容。论文为本人亲自撰写，我对所写的内容负责，并完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日东华大学学位论文版权使用授权书学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅或借阅。本人授权东华大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本版权书。本学位论文属于不保密□

3、。学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日东华大学硕士学位摘要染料和助剂对碱性蛋白酶水解污泥的影响研究摘要纺织印染行业是我国国民经济的传统支柱行业，同时也是污染较大的行业之一。印染污泥作为印染废水处理后产生的主要污染物之一，对其有效、环保的处理与处置十分重要。印染污泥中物质成分十分复杂，含有在印染废水处理过程中未被完全降解的染料、印染助剂及重金属等物质，其对环境及人类的危害较大。目前，国内外对印染污泥的处理与处置主要采用焚烧和填埋，但能源消耗高，可能会对环境的造成二次污染，不符合可持续发展理念。因此，寻求一

4、种绿色低污染的印染污泥处理手段显得尤为重要。酶法水解是一种温和低能耗的污泥处理技术。国内外有关酶法水解剩余污泥进行了大量的研究，污染物对酶水解影响也有一定研究，但将酶法应用到印染污泥处理中的研究却很少，特别是针对染料及助剂对酶水解污泥效果影响的研究更少。本论文主要研究内容：选取碱性蛋白酶作为水解酶，优化其水解条件（最适酶投加量、反应pH、反应温度、和反应时间）；利用甲基橙和六偏磷酸钠为模拟染料和助剂，分别研究印染污泥中存在的这两种污染物对碱性蛋白酶水解污泥效果的影响；最后，利用碱性蛋白酶水解印染污泥，在其水解剩余污泥的基础

5、上，优化其印染污泥水解条件（最适酶投加量、反应pH、反应温度、和反应时间），获得酶水解的最佳效果。通过测定污泥水I东华大学硕士学位摘要解液中有机质含量、蛋白质与多糖含量，分析碱性蛋白酶的水解效果，对碱性蛋白酶水解印染污泥与剩余污泥进行对比，本论文得到的主要结论如下：（1）碱性蛋白酶水解剩余污泥过程研究表明，随着碱性蛋白酶浓度的增加，水解液中SCOD、蛋白质与多糖含量也都逐渐增加。说明随着酶浓度的增长，污泥水解率也越来越高。而当浓度达到0.1g/gtss后，其有机物溶出变平缓；当反应pH=11.0时，污泥水解液中SCOD、蛋

6、白质与多糖均为最大值，有机物溶出最多；当温度为55℃时，其SCOD、蛋白质与多糖均为最大值，有机物溶出最多；在水解反应前2h，SCOD、蛋白质与多糖增长变化较明显，有机物溶出较快。2-4h间趋势变平缓，有机物溶出缓慢，而当反应时间超过4h后，SCOD、蛋白质与多糖增长较少，有机物溶出很少。本文选取碱性蛋白酶水解污泥的最适条件为投加量为0.1g/gtss，pH=11.0，温度为55℃，反应时间4h。在此水解条件下，EPS三维荧光光谱图中蛋白质和腐殖质的荧光强度和荧光面积都大大增加，说明污泥经酶水解后蛋白质与腐殖质大量溶出；污

7、泥SEM显示絮体结构变松散，菌胶团变小，表面更破碎、模糊，呈松散的网状结构，说明碱性蛋白酶破坏了污泥的结构，促进了有机物的溶出。（2）六偏磷酸钠与甲基橙对碱性蛋白酶水解效果的影响研究结果表明，随着六偏磷酸钠浓度的增加，污泥水解液中SCOD、蛋白质与多糖含量也相应增加。六偏磷酸钠作为一种分散剂，能够使污泥与酶分散的更加均匀，同时能加速蛋白质与碳水化合物的溶解，破坏EPSII东华大学硕士学位摘要结构，增加酶与底物的接触。加入六偏磷酸钠后SCOD值、蛋白质与多糖溶出量的增加，同时，其三维荧光图中蛋白质与腐殖质的荧光强度和荧光面积

8、有所增加，污泥菌胶团粒径减小，网状结构更明显，表明六偏磷酸钠对碱性蛋白酶水解污泥有促进作用。随着甲基橙浓度的增加，污泥水解液中SCOD逐渐减少，多糖的含量也有小幅度减少，蛋白质溶出量有所增加，但幅度不大。原因在于甲基橙吸附在污泥颗粒表面，阻碍了有机质的溶出，而其毒性刺激了污泥中的微生物分泌少许蛋白质，在