首页 > 学术论文

自剩余污泥中提取活性成分及其在酸洗清洁生产中的应用研究

来源:论文学术网
时间:2024-08-18 17:36:15
热度:

自剩余污泥中提取活性成分及其在酸洗清洁生产中的应用研究【摘要】:剩余污泥是城市生活污水处理厂运行的副产物,如不妥善处置会对环境造成二次污染,然而它自身的特质又可视其为一种资源。剩余

【摘要】:剩余污泥是城市生活污水处理厂运行的副产物,如不妥善处置会对环境造成二次污染,然而它自身的特质又可视其为一种资源。剩余污泥中的微生物含有的大量氨基酸类物质可供回收利用,氨基酸类物质作为缓蚀剂具有效率较高、易生物降解,使用过程不会对环境产生负作用等特点。如将剩余污泥中氨基酸类物质提取出来作为缓蚀剂,既能解决酸洗过程中的金属的过腐蚀问题,又可以实现污泥的减量化及资源化。 本课题的目的是提取剩余污泥中的氨基酸类物质作为酸洗缓蚀剂。首先对活性提取物及氨基酸提取条件及影响因素进行实验优化,通过红外光谱和茚三酮染色法对活性提取物中氨基酸类进行表征。采用失重法、电化学极化曲线法以及扫面电镜(SEM)对A3碳钢在加入活性提取物的盐酸体系中的腐蚀性能,电化学性质以及表面形貌进行考察。通过活性提取物的在A3碳钢表面的吸附行为来分析缓蚀机理。以期为实现污泥减量化、资源化提供理论依据,探索剩余污泥高附加值资源化利用途径。 研究结果表明:超声辅助盐酸水热法能很好的将剩余污泥中的有机成分提取出来,在温度100±0.5℃,水解18h,加入盐酸10ml,污泥含水率99.05%条件下活性提取物提取率达到87.53%,且通过对活性提取物的表征表明提取的活性成分中含有氨基酸类物质。在温度100±0.5℃,水解18h,加入盐酸8ml,污泥含水率95.91%条件下剩余污泥中的提取液中氨基酸浓度达到1.234g/L。 剩余污泥活性提取物的缓蚀效率随浓度的增加而增大,随着温度的升高而降低。在30℃时,加入活性提取物0.186g/L(15ml提取液),对基体碳钢的缓蚀率能达到93%以上。对于带高温氧化层和自然锈蚀的碳钢样品,在盐酸溶液中加入活性提取物0.248g/L(20ml提取液)后,对他们的金属基质的缓蚀率分别达到82.93%和89.77%。电化学法实验结果与失重法基本一致,通过分析其极化曲线可知活性提取物对基体碳钢的阴极析氢和阳极金属溶解反应均有抑制作用,可判断出其是抑制阴极析氢反应为主的混合型缓蚀剂。 活性提取物在碳钢表面的吸附符合校正的Langmuir等温吸附模型,是介于物理和化学之间的的混合吸附。活性提取物在A3碳钢表面吸附过程为放热过程且会使吸附体系的总熵减增加,吸附体系混乱度增大。表观活化能Ea随着活性提取物浓度的增加而增大。说明加入活性提取物越多,可有效提高盐酸体系中钢铁基体与H+反应的能垒,抑制腐蚀反应的进行。 【关键词】:剩余污泥 活性成分 A3碳钢 强酸环境 缓蚀作用 吸附行为
【学位授予单位】:广东工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2013
【分类号】:X703;X38
【目录】:
  • 摘要4-6
  • ABSTRACT6-8
  • 目录8-11
  • CONTENTS11-14
  • 第一章 绪论14-27
  • 1.1 前言14-15
  • 1.2 剩余污泥处理现状15-18
  • 1.2.1 传统剩余污泥处理方法及存在的问题15-16
  • 1.2.2 污泥减量化16
  • 1.2.3 剩余污泥资源化利用研究进展16-18
  • 1.2.3.1 建材原料17
  • 1.2.3.2 获取能源17-18
  • 1.2.3.3 提取污泥中的蛋白质18
  • 1.2.3.4 污泥资源化的其他途径18
  • 1.3 缓蚀剂的发展及使用现状18-21
  • 1.3.1 传统型缓蚀剂的局限性19
  • 1.3.2 新型绿色天然环保型缓蚀剂的优越性19
  • 1.3.3 氨基酸类缓蚀剂的研究进展19-21
  • 1.4 生物有机物质作为缓蚀剂的研究进展21-22
  • 1.4.1 国内外天然环保型缓蚀剂研究现状21-22
  • 1.5 A3碳钢高温氧化层及自然锈蚀层的形成及去除22-24
  • 1.5.1 高温氧化层的构成及去除22-23
  • 1.5.2 钢铁自然锈蚀及除锈方法23-24
  • 1.6 利用剩余污泥提取缓蚀剂的优点及可行性24
  • 1.7 本研究课题的选题背景及创新之处24
  • 1.8 本研究课题的总体思路24-27
  • 第二章 实验部分27-37
  • 2.1 实验材料27
  • 2.2 材料的制备方法27-28
  • 2.2.1 基体碳钢样品制备27
  • 2.2.2 高温氧化皮样品制备27-28
  • 2.2.3 自然锈蚀样品制备28
  • 2.3 实验仪器与试剂28-29
  • 2.4 实验方法29-35
  • 2.4.1 污泥基本性质的测定29-30
  • 2.4.2 影响活性成分提取的单因素试验30-31
  • 2.4.3 影响活性成分提取的实验条件优化31
  • 2.4.4 活性提取物的表征31-33
  • 2.4.5 腐蚀测试方法33-34
  • 2.4.6 碳钢表面形貌观察34-35
  • 2.4.7 碳钢高温氧化层及自然锈蚀层产物的表征35
  • 2.5 缓蚀实验方案35
  • 2.5.1 提取液的缓蚀作用失重实验方案35
  • 2.5.2 提取液的缓蚀作用电化学实验方案35
  • 2.6 缓蚀率相关计算公式35-37
  • 第三章 剩余污泥中活性物质的提取及其条件优化37-49
  • 3.1 单因素法对活性提取物提取率及氨基酸浓度的影响37-46
  • 3.1.1 污泥的基本性质的测定37-38
  • 3.1.2 超声辅助破碎悬浮污泥条件确定38
  • 3.1.3 影响水解的基本因素及氨基酸的提取效率38-41
  • 3.1.4 提取条件优化的正交实验41-46
  • 3.2 活性成分中物质的表征46-47
  • 3.2.1 红外光谱表征46-47
  • 3.2.2 氨基酸含量分析47
  • 3.3 本章小结47-49
  • 第四章 剩余污泥水解提取物的缓蚀行为研究49-56
  • 4.1 失重法验证活性提取物对A3碳钢的缓蚀作用49-50
  • 4.2 活性提取物在A3碳钢表面的电化学极化曲线50-53
  • 4.3 A3碳钢的表面形貌观察53-55
  • 4.4 本章小结55-56
  • 第五章 剩余污泥水解提取液的酸缓蚀机理研究56-63
  • 5.1 活性提取物在A3碳钢表面的吸附模型拟合56-58
  • 5.2 活性提取物在A3碳钢表面的吸附热力学分析58-60
  • 5.3 活性提取物在A3碳钢表面的吸附动力学分析60-61
  • 5.4 本章小结61-63
  • 第六章 酸洗清洁生产的关键因素及剩余污泥提取物的应用63-70
  • 6.1 高温氧化层及自然锈蚀层的成分分析63-65
  • 6.2 提取物对高温氧化层及自然锈蚀层的腐蚀行为65-69
  • 6.2.1 活性提取物对带氧化皮A3碳钢的腐蚀行为65-67
  • 6.2.2 活性提取物对自然锈蚀A3碳钢的腐蚀行为67-69
  • 6.3 本章小结69-70
  • 结论及展望70-72
  • 参考文献72-79
  • 攻读学位期间发表论文79-81
  • 致谢81


您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

剩余污泥制备活性炭吸附剂及其应用研究    余兰兰,钟秦,冯兰兰

污泥的资源化——制轻质陶粒的优化条件    公德华;魏朝晖;

阻垢剂的可生物降解性研究    魏刚,许亚男,熊蓉春

新型配方除锈剂的研究与应用    王祥洪;谢兵;

绿色水处理缓蚀剂聚天冬氨酸的研究进展    徐群杰;黄诗俊;

超声对SBR工艺中剩余污泥的减量化研究    赵继红;刘楠;刘永德;

超声处理对系统剩余污泥减量效果的研究    刘峻;刘永德;赵继红;王玫玫;王翔;

污水处理厂剩余污泥热处理发酵产氢的影响因素    肖本益;刘俊新;

剩余污泥制备活性炭及其应用研究    黄利华;

化学解偶联剂对污泥产率的比较研究    蒋小龙;叶芬霞;

污水处理用高发泡E/VAC悬浮填料的研制与应用    刘宇航;陆晓中;胡翔;赵明;孙晓民;

厌氧-复合人工湿地工艺处理农村生活污水研究    蒯圣龙;尹程;

一株氨氮降解菌的筛选及其降解特性的初步研究    杨代金;张穗;王玉军;温广月;

好氧颗粒污泥吸附孔雀绿研究    詹婧;孙庆业;石先阳;

Cu~(2+)与解偶联剂协同作用污泥减量化    石先阳;凌晨慧;鲍婷;谢继峰;周芬;盛雅琪;

荧光法与分光光度法测定叶绿素a的对比试验    孙力

EDTA滴定法测定水中钙镁总量的测量不确定度评定    汪海波

人工神经网络光度法同时测定水中Fe(II)、Fe(III)    郭小慧,孙静月,赵中一

Fenton试剂氧化处理TNT废水的试验研究    陈林;涂春贤;张国珍;宋小山;

影响总氰化物测定结果的因素    黄仙花;方谨继;

Multi N/C 2100S总有机碳水质分析仪校准方法的建立    王琳;孙国鼐;

用白腐真菌-泥炭净化处理DDNP废水的研究    王惠娥;孙继林;颜事龙;张学才;

膜生物反应器的脱氮性能    邓春华;李方;李俊;奚旦立;

纳滤处理含镍、铜和锌废水的试验研究    薛莉娉;张显球;杜明霞;

采用MPE延缓MBR工艺中膜污染的研究    刘志阳;赵英;顾平;

纳滤膜在饮用水生产中的应用    胡锦英;张阳;王浩然;韩璐;易小祺;

MBR处理偶氮染料废水的启动特性研究    陈桂娥;李啸寰;许振良;

不同处理能力人工湿地净化效果的比较    黄龙;韩春元;田娟;刘杰;

三门峡城市供水安全现状分析及评价    刘茹;索虎勤;李明;席凤霞;何化平;

钠型沸石对氨氮的吸附性能研究    张旭;赵玉华;常启雷;于海华;

PEDOT:PSS薄膜的掺杂改性及其在有机太阳能电池中的应用研究    李蛟

淀山湖氮磷营养物与浮游藻类增长相互关系的研究    程曦

基于原子力显微镜和电化学方法的缓蚀剂机理研究    陈振宇

城市污水生物絮凝吸附工艺的特性及模拟研究    刘绍根

毛竹林生态型模式施肥应用研究    王宏

高效短程硝化/厌氧氨氧化富集培养物的研究    胡安辉

聚环氧琥珀酸反渗透阻垢剂绿色化学研究    孙咏红

离心式微流控法快速分析环境污染物的研究    席永清

预处理后剩余污泥中温两相厌氧消化效能研究    李广

铁矿石催化过氧化氢—过硫酸钠去除地下水中三氯乙烯的研究    黄伟英

阳离子淀粉/壳聚糖交联共混絮凝剂(CATCS)的制备与应用研究    游力军

养分管理措施对丹江口库区橘园氮磷行为特征的影响    毕磊

动物废弃物培养蕹菜、蝇蛆的研究    贝亦江

双能场/生物法降解废水中苯酚的研究    陈静颖

浊点萃取光度法测定铬及萃取剂回收方法研究    金洪洙

环境水中二甲胺和二乙胺分析方法的研究    马兴华

一种新型厌氧化反应器的研制与启动试验研究    孙延格

抗铅联合苯酚降解多功能菌的构建    彭冉

粉煤灰制备聚氯化铝工艺研究    常志达

潞安矿区矿井水资源化评价研究    潘妍妍

阻垢剂的可生物降解性研究    魏刚,许亚男,熊蓉春

HCl溶液中N-十二烷基甘氨酸对低碳钢的缓蚀行为研究    蒋馥华,张萍

绿色缓蚀剂氨基酸在抑制金属腐蚀方面的应用    吴伟明;杨萍;杜海燕;路民旭;钟洪鸣;

糠醛对20~#碳钢缓蚀作用的电化学研究    范建凤;马小玲;白慧平;

污泥处理、处置与利用的研究现状分析    韦朝海,陈传好

污水厂污泥制轻质陶粒研究现状及应用前景    贺君,王启山,任爱玲

纳米磁粉固定化酶催化合成α-D-葡萄糖-1-磷酸(英文)    董青;欧阳立明;刘建文;许建和;

FNP-C酸缓蚀剂的长效缓蚀性能    汪晓军,肖锦

铈(Ⅳ)离子和聚乙二醇辛基苯基醚(OP)对锌的缓蚀协同效应    木冠南,赵天培

脂肪族氨基酸对铝缓蚀机理的研究    黎新,胡立新,颜肖慈,罗明道

解偶联代谢对活性污泥工艺中剩余污泥的减量化作用    叶芬霞

剩余污泥的处理及综合利用    符艳妍,崔振强,郎咸明

剩余污泥再利用的探讨    吴志萍,杨公平,高丹

利用剩余污泥制备泡沫灭火剂的试验研究    汪常青;梁浩;李亚东;华佳;

低繁殖量蚯蚓养殖法处理剩余污泥的可行性研究    白春节;

剩余污泥的处理处置与资源化利用    蒋洪石;梁伟;

用干熄焦装置处理剩余污泥    张国富;

剩余污泥处理存在问题及发展趋势    陈蓉蓉;李庆新;

剩余污泥热碱解及其用于微生物油脂生产的探索    徐静阳;大浦宏隆;刘德华;梶原将;

2种处理方法水解剩余污泥蛋白质的研究    李萍;李登新;苏瑞景;颜桂炀;

超声波破解剩余污泥的试验研究    由美雁;谢里阳;朱彤;谢元华;李琦;

球磨作用对污水厂剩余污泥中氮磷的影响    林文波;李玉庆;张轶凡;李红霞;

机械法破解剩余污泥后碳的变化    李玉庆;张轶凡;李红霞;刘范嘉;

超声强化处理水厂剩余污泥    殷绚;韩萍芳;吕效平;

污水处理厂剩余污泥臭氧减量化技术探讨    聂亚峰;卢彩虹;屈秀文;赵晓光;

质子化剩余污泥中官能团对染料的吸附研究    崔龙哲;吴桂萍;邓克俭;

利用剩余污泥发酵产氢的优化研究    王博;史强;杨阳;王亮;万伟;王建龙;

城市污水处理厂剩余污泥解偶联减量技术    陈国炜;俞汉青;

好氧厌氧耦合实现剩余污泥减量的工艺及机理研究    于安峰;周育楠;初里冰;邢新会;

利用蚯蚓处理城市污水厂剩余污泥的可行性及其展望    刘康怀;严博;王栎雯;龙飞;吴国恩;杨侃;

臭氧对剩余污泥的破解效果研究    史锦芳;金辉;游思琴;李彪;

不用脱色剂 剩余污泥少    赵关良

如何开发碳源脱氮除磷?    筱薇

剩余污泥酶法水解制备蛋白质、氨基酸及其机理研究    苏瑞景

表面活性剂促进污水厂剩余污泥发酵生产短链脂肪酸的研究    姜苏

剩余污泥碱性发酵产酸性能与优化    苏高强

剩余污泥中重金属污染的蚯蚓活化—花卉植物修复机理研究    白向玉

基于酸碱调节的剩余污泥水解酸化及其机理研究    苑宏英

超声破解对污泥特性的影响机制与零剩余污泥排放工艺研究    王芬

预处理促进剩余污泥发酵制取短链脂肪酸的效能及机制研究    周爱娟

外加水解酶强化剩余污泥水解和酸化的研究    罗琨

啤酒厂剩余污泥堆肥高效菌群构建及其新型堆肥工艺研究    潘飞

人工湿地处理剩余污泥的效能研究    杨少华

暗河式剩余污泥厌养发酵工艺研究    徐张林

旋转球磨法破解剩余污泥的实验研究    王洋

超声与机械方法联合破解剩余污泥机制的研究    王展

蚯蚓Eisenia foetide与植物复合系统处理剩余污泥的研究    孟新刚

热碱预处理对剩余污泥的溶胞率及发酵产酸的影响研究    侯玲玲

超声破碎剩余污泥的力学机制    刘孝亮

外加酶强化剩余污泥微生物燃料电池的产电性能及基质变化研究    杨慧

剩余污泥嗜热酶溶解预处理的效果研究及其资源化    杨永林

流体剪切与超声空化联合破解剩余污泥的实验研究与数值模拟    张溢铭

嗜热酶溶解法促进剩余污泥减量的行为研究    赵维纳