發(fā)布時(shí)間：2020-02-09 18:55

【摘要】：當(dāng)前,厭氧發(fā)酵技術(shù)已成為處理木薯酒精廢液的重要方法和手段之一,可以將廢水轉(zhuǎn)化為可再生清潔能源沼氣,起到保護(hù)生態(tài)環(huán)境的作用。但在厭氧發(fā)酵過程中仍然存在許多問題,由于木薯酒精廢液中大量固形物的存在,使得整個(gè)厭氧發(fā)酵過程的水解速率和有機(jī)物質(zhì)的轉(zhuǎn)化效率降低,沼氣產(chǎn)量下降,導(dǎo)致木薯酒精廢液資源化利用程度降低。所以,如何提高木薯酒精廢液資源化利用效率十分重要。本論文首先通過比較不同菌種對(duì)木薯酒精廢液厭氧消化的特性,評(píng)價(jià)了不同菌種對(duì)木薯酒精廢液厭氧發(fā)酵的影響,從而說明高效復(fù)配菌種在木薯酒精廢液固形物降解效率方面具有明顯的優(yōu)勢。其次,通過對(duì)所獲得的高效纖維質(zhì)降解復(fù)配菌種進(jìn)行梯度適應(yīng)性馴化研究,提高復(fù)配菌種對(duì)木薯酒精廢液固形物中纖維質(zhì)的降解效率。然后,研究了高效復(fù)配菌種作為高溫連續(xù)攪拌式反應(yīng)器(continuous stirred tank reactor,CSTR)連續(xù)式反應(yīng)器接種污泥處理木薯酒精廢液的厭氧發(fā)酵特性及其微生物群落動(dòng)態(tài)變化,此外,通過動(dòng)力學(xué)模型的研究從而獲得最佳的反映器運(yùn)行反應(yīng)參數(shù),最后,采用上流式厭氧污泥床反應(yīng)器(up-flow anaerobic sludge blanket,UASB)反應(yīng)器作為木薯酒精廢液厭氧出水處理的厭氧反應(yīng)器,進(jìn)一步處理木薯酒精廢液的綜合利用率。主要研究結(jié)論如下:研究了不同菌種對(duì)木薯酒精廢液厭氧消化特性的比較。結(jié)果表明,高溫絮狀污泥、中溫復(fù)配污泥、中溫顆粒污泥、中溫絮狀污泥四組接種污泥粗纖維降解率分別為25.8%、41.5%、16.1%和29.4%,沼氣產(chǎn)率分別為188.8、109、53.7、182 mL/gTCODadded。中溫復(fù)配污泥組具有較好的纖維素和半纖維素酶活性,并在第9天半纖維素酶和纖維素酶活性最大,分別為48.2 U和51.3 U,中溫顆粒污泥組酶活性較差,在第3天半纖維素酶和纖維素酶活性達(dá)到最大,分別為9.79 U和5.5 U。高效纖維質(zhì)降解菌種梯度適應(yīng)性馴化可以提高復(fù)配污泥對(duì)木薯酒精廢液固形物中纖維質(zhì)的降解效率。每組經(jīng)過8天厭氧反應(yīng)后,a組最大的纖維素酶和半纖維素酶活性為34.3 U、20.7 U;b組最大的纖維素酶和半纖維素酶活性分別為45.2 U、24.0 U;c組最大的纖維素酶和半纖維素酶活性分別為34.7 U、22.1 U;a、b、c三組粗纖維的降解率分別為34.8%、40.4%、38.5%。CSTR經(jīng)過長時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)行,在容積負(fù)荷為14 kgCOD/(m3·d)條件下,TCOD去除率達(dá)到70~75%,甲烷含量維持在48%左右,沼氣產(chǎn)率為0.22 L/gTCOD。在運(yùn)行溫度為55℃時(shí),復(fù)合菌種的水解酶表現(xiàn)最為活躍,木聚糖酶活性、纖維素酶活性在容積負(fù)荷為14 kgCOD/(m3·d)時(shí)最大值分別為42.1 U、30.2 U,脫氫酶活性在容積負(fù)荷為12kgCOD/(m3·d)時(shí)達(dá)到最大值為80.1 TFμg/h·mL。高溫高容積負(fù)荷條件下,Defluviitoga、Ruminiclostridium-1和Ruminiclostridium都是微生物群落中優(yōu)勢菌屬,且具有高效的纖維質(zhì)降解效率。采用UASB作為CSTR反應(yīng)器高溫厭氧出水處理單元,在35℃條件下通過逐級(jí)提高反應(yīng)器容積負(fù)荷的方式處理木薯酒精廢液,經(jīng)過近60天的廢水生物處理,最終當(dāng)運(yùn)行負(fù)荷為7 kgCOD/(m3·d)時(shí),出水中TCOD和SCOD濃度分別為1327.9、551.2 mg/L,TCOD去除率達(dá)到84.1%,沼氣產(chǎn)氣率為0.31 mL/g TCOD。
【圖文】：

裝置中通入 5 分鐘的氮?dú)庖耘趴昭b置中的空氣，采用橡皮塞密封，整個(gè)發(fā)。.3 分析方法脂肪采用索氏提取法[36]；脫氫酶采用分光光度法[37]；輔酶 F420采用分光光FA 采用比色法測定[39]。TS/VS 采用灼燒減重法測定[40]；采用范式法分析維素和木質(zhì)素的成分[41]；纖維素酶和半纖維素酶是將發(fā)酵液在 5000 r/后，取上清，羧甲基纖維素酶活性(CMCase )和木聚糖酶活性測定參照文定義：1 mL 粗酶液 1 min 酶解底物產(chǎn)生 1 g 還原糖定義為一個(gè)酶活力單位樣品經(jīng) 0.5 μm 的微孔濾膜過濾后，利用重鉻酸鉀法測定，具體參考國家分析方法[43]。 結(jié)果與討論.1 酒精廢液 COD 變化情況

江南大學(xué)碩士學(xué)位論文、中溫顆粒污泥組、中溫復(fù)配污泥組和中溫絮狀污泥組的927.7、3148.7 和 1671.4 mg/L，，其四組 SCOD 的降解率分72.2%。由此可見，高溫絮狀污泥組和中溫絮狀污泥組具有表明，反應(yīng)過程中各組 SCOD 的升高是因?yàn)槲⑸镌趨捴械墓腆w部分轉(zhuǎn)化為可溶性的小分子物質(zhì)所致，在一定程率，為進(jìn)一步提高可再生能源回收利用率提供有利的條件情況
【學(xué)位授予單位】：江南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：X784

【參考文獻(xiàn)】

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9 魯珍;周興求;伍健東;;初始pH對(duì)產(chǎn)氫發(fā)酵液厭氧產(chǎn)甲烷的影響研究[J];環(huán)境工程學(xué)報(bào);2011年05期

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3 張慶華;纖維質(zhì)高效水解關(guān)鍵技術(shù)及其在木薯燃料乙醇產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用[D];江南大學(xué);2012年

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2 何江;纖維素功能菌群及其木薯酒糟高效甲烷發(fā)酵技術(shù)的研究[D];江南大學(xué);2012年

3 肖昀;好氧脫水污泥接種高溫UASB處理酒精廢水[D];蘇州科技學(xué)院;2011年

本文編號(hào)：2577904