柑橘罐頭生產(chǎn)工藝排放水資源化利用研究.pdf

1、我國(guó)人均水資源僅為世界平均水平的1/4。2012年3月，水利部公布了《節(jié)水型社會(huì)建設(shè)“十二五”規(guī)劃》，要求萬(wàn)元工業(yè)增加值用水量降低到63立方米，比2010年降低30％以上，全面部署“十二五”時(shí)期節(jié)水型社會(huì)建設(shè)工作。目前柑橘罐頭工業(yè)用水量約為30-50噸/噸產(chǎn)品，水耗量巨大，排放水含有大量的有機(jī)物，處理難度較大，成本高，對(duì)企業(yè)和政府來(lái)說(shuō)是雙重挑戰(zhàn)。本論文以柑橘罐頭生產(chǎn)工藝排放水為研究對(duì)象，著重進(jìn)行了水耗量較大的輕度污染水（中水）回用技術(shù)研

2、究和重度污染水中的可利用資源研究，以期減少?gòu)U水排放，實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)。主要的研究結(jié)果如下:
　　(1)柑橘罐頭生產(chǎn)中各工序捧放水水質(zhì)研究:首次將柑橘罐頭生產(chǎn)排放水分段收集和分析，按其綜合水質(zhì)分為輕度，中度和重度污染水。第三次漂洗水、分級(jí)機(jī)水、挑選輸送水和殺菌冷卻水為輕度污染水，COD在32.00-110.35mg/L之間;堿處理后的第一次和第二次漂洗水為中度污染水，COD最低值在500mg/L左右。酸處理水和堿處理水為重度污染水，CO

3、D則在6827.80mg/L以上。
　　(2)柑橘罐頭生產(chǎn)中水回用處理系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)研究:利用布袋過(guò)濾，活性炭過(guò)濾，精密過(guò)濾不同組合方式處理輕度污染水（分級(jí)機(jī)水和挑選輸送水），結(jié)果表明，經(jīng)過(guò)布袋過(guò)濾+活性炭過(guò)濾+精密過(guò)濾的處理效果最好，色度、濁度、總糖、果膠、COD去除率分別為27.64％，55.56％，22.55％，21.35％和42.22％，處理后水質(zhì)無(wú)臭和味，無(wú)肉眼可見(jiàn)物，pH值適宜。水中余氯濃度達(dá)到0.5-1.0mg/L時(shí)，

4、菌落總數(shù)小于10CFU/ml，無(wú)大腸菌群檢出。在此研究基礎(chǔ)上，建立了處理量為50t/h的中水回用中試系統(tǒng)，本系統(tǒng)將挑選輸送水和分級(jí)機(jī)水收集到集水池后，經(jīng)過(guò)加氯處理、布袋過(guò)濾，活性炭過(guò)濾，二次加氯和紫外殺菌一系列組合工序處理后，出水水質(zhì)指標(biāo)除COD在23.30mg/L左右外，相關(guān)檢測(cè)指標(biāo)均達(dá)到國(guó)家飲用水標(biāo)準(zhǔn)GB5749。
　　(3)柑橘罐頭生產(chǎn)酸堿流槽排放水糖類(lèi)物質(zhì)研究:柑橘罐頭工廠酸堿排放水水分含量可達(dá)98.60％左右，干物質(zhì)含量

5、1.40％左右，其中醇沉多糖占干物質(zhì)含量的7％-10％。利用PMP柱前衍生HPLC法測(cè)得酸水，堿水以及酸堿水多糖均由8種單糖組成，包括甘露糖(Man)、鼠李糖(Rha)、半乳糖醛酸(GalUA)、葡萄糖(Glc)、半乳糖(Gal)、木糖(Xyl)、阿拉伯糖(Ara)和巖藻糖(Fuc)，組成比例不同。酸堿水多糖均含半乳糖醛酸，為低酯化度酸性雜多糖。利用Cellulose DE-52離子交換柱和超濾膜對(duì)酸堿水多糖進(jìn)行進(jìn)一步分級(jí)純化，SGJ得

6、到2個(gè)酸性多糖級(jí)分，Mw為3417kDa(SGJ-S1)和70kDa(SGJ-S2);JGJ得到1個(gè)中性多糖級(jí)分(JGJ-Z)和2個(gè)酸性多糖級(jí)分(JGJ-S1和JGJ-S2)，Mw為3928kDa(JGJ-Z)、3760kDa(JGJ-S1)和29kDa(JGJ-S2)。SGJ-S1、JGJ-S1、JGJ-S2含有上述8種單糖，SGJ-S2含除Fuc外上述7種單糖，JGJ-Z含除GalUA外上述7種單糖。SGJ-S1、SGJ-S2、JG

7、J-S1和JGJ-S2的半乳糖醛酸含量分別為50.67％、20.03％、35.46％和19.07％;FTIR分析和NMR分析均表明，酸性多糖級(jí)分具有果膠類(lèi)多糖的特征譜，SGJ-S1、SGJ-S2的甲酯化程度高于JGJ-S1、JGJ-S2，存在α-GalpA(1→4)糖苷鍵連接。
　　(4)酸堿水多糖的流變學(xué)特性研究:SGJ的線性粘彈區(qū)應(yīng)力范圍為0-10％，JGJ的線性粘彈區(qū)應(yīng)力范圍為0-2％。掃描應(yīng)力為1％，頻率掃描范圍0.1-1

8、0Hz內(nèi)，彈性模量G'＞粘性模量G"。流變曲線表明，2種多糖溶液是假塑性流體，Ostwald's模型能很好地關(guān)聯(lián)其流變方程;多糖濃度對(duì)SGJ溶液流體性能的影響大于對(duì)于JGJ溶液。2種多糖溶液粘度-溫度關(guān)系滿(mǎn)足Arrhenius定律。SGJ具有更加復(fù)雜的聚合體結(jié)構(gòu)。
　　(5)堿水多糖的抗氧化和體外抗腫瘤活性研究:JGJ的抗氧化能力指數(shù)ORAC值為1514.0±214.2μmol Trolox/g，該多糖對(duì)人乳腺癌細(xì)胞株MDA-MB