采用高效复配菌种厌氧处理木薯酒精废液的试验研究

发布时间：2020-02-09 18:55

【摘要】：当前,厌氧发酵技术已成为处理木薯酒精废液的重要方法和手段之一,可以将废水转化为可再生清洁能源沼气,起到保护生态环境的作用。但在厌氧发酵过程中仍然存在许多问题,由于木薯酒精废液中大量固形物的存在,使得整个厌氧发酵过程的水解速率和有机物质的转化效率降低,沼气产量下降,导致木薯酒精废液资源化利用程度降低。所以,如何提高木薯酒精废液资源化利用效率十分重要。本论文首先通过比较不同菌种对木薯酒精废液厌氧消化的特性,评价了不同菌种对木薯酒精废液厌氧发酵的影响,从而说明高效复配菌种在木薯酒精废液固形物降解效率方面具有明显的优势。其次,通过对所获得的高效纤维质降解复配菌种进行梯度适应性驯化研究,提高复配菌种对木薯酒精废液固形物中纤维质的降解效率。然后,研究了高效复配菌种作为高温连续搅拌式反应器(continuous stirred tank reactor,CSTR)连续式反应器接种污泥处理木薯酒精废液的厌氧发酵特性及其微生物群落动态变化,此外,通过动力学模型的研究从而获得最佳的反映器运行反应参数,最后,采用上流式厌氧污泥床反应器(up-flow anaerobic sludge blanket,UASB)反应器作为木薯酒精废液厌氧出水处理的厌氧反应器,进一步处理木薯酒精废液的综合利用率。主要研究结论如下:研究了不同菌种对木薯酒精废液厌氧消化特性的比较。结果表明,高温絮状污泥、中温复配污泥、中温颗粒污泥、中温絮状污泥四组接种污泥粗纤维降解率分别为25.8%、41.5%、16.1%和29.4%,沼气产率分别为188.8、109、53.7、182 mL/gTCODadded。中温复配污泥组具有较好的纤维素和半纤维素酶活性,并在第9天半纤维素酶和纤维素酶活性最大,分别为48.2 U和51.3 U,中温颗粒污泥组酶活性较差,在第3天半纤维素酶和纤维素酶活性达到最大,分别为9.79 U和5.5 U。高效纤维质降解菌种梯度适应性驯化可以提高复配污泥对木薯酒精废液固形物中纤维质的降解效率。每组经过8天厌氧反应后,a组最大的纤维素酶和半纤维素酶活性为34.3 U、20.7 U;b组最大的纤维素酶和半纤维素酶活性分别为45.2 U、24.0 U;c组最大的纤维素酶和半纤维素酶活性分别为34.7 U、22.1 U;a、b、c三组粗纤维的降解率分别为34.8%、40.4%、38.5%。CSTR经过长时间稳定运行,在容积负荷为14 kgCOD/(m3·d)条件下,TCOD去除率达到70~75%,甲烷含量维持在48%左右,沼气产率为0.22 L/gTCOD。在运行温度为55℃时,复合菌种的水解酶表现最为活跃,木聚糖酶活性、纤维素酶活性在容积负荷为14 kgCOD/(m3·d)时最大值分别为42.1 U、30.2 U,脱氢酶活性在容积负荷为12kgCOD/(m3·d)时达到最大值为80.1 TFμg/h·mL。高温高容积负荷条件下,Defluviitoga、Ruminiclostridium-1和Ruminiclostridium都是微生物群落中优势菌属,且具有高效的纤维质降解效率。采用UASB作为CSTR反应器高温厌氧出水处理单元,在35℃条件下通过逐级提高反应器容积负荷的方式处理木薯酒精废液,经过近60天的废水生物处理,最终当运行负荷为7 kgCOD/(m3·d)时,出水中TCOD和SCOD浓度分别为1327.9、551.2 mg/L,TCOD去除率达到84.1%,沼气产气率为0.31 mL/g TCOD。
【图文】：

变化情况图,污泥,变化情况,分析方法

装置中通入 5 分钟的氮气以排空装置中的空气，采用橡皮塞密封，整个发。.3 分析方法脂肪采用索氏提取法[36]；脱氢酶采用分光光度法[37]；辅酶 F420采用分光光FA 采用比色法测定[39]。TS/VS 采用灼烧减重法测定[40]；采用范式法分析维素和木质素的成分[41]；纤维素酶和半纤维素酶是将发酵液在 5000 r/后，取上清，羧甲基纤维素酶活性(CMCase )和木聚糖酶活性测定参照文定义：1 mL 粗酶液 1 min 酶解底物产生 1 g 还原糖定义为一个酶活力单位样品经 0.5 μm 的微孔滤膜过滤后，利用重铬酸钾法测定，具体参考国家分析方法[43]。结果与讨论.1 酒精废液 COD 变化情况

接种污泥,沼气,产率,污泥

江南大学硕士学位论文、中温颗粒污泥组、中温复配污泥组和中温絮状污泥组的927.7、3148.7 和 1671.4 mg/L，，其四组 SCOD 的降解率分72.2%。由此可见，高温絮状污泥组和中温絮状污泥组具有表明，反应过程中各组 SCOD 的升高是因为微生物在厌中的固体部分转化为可溶性的小分子物质所致，在一定程率，为进一步提高可再生能源回收利用率提供有利的条件情况
【学位授予单位】：江南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：X784

【参考文献】