本文關(guān)鍵詞：MF-CSTR工藝預處理酵母生產(chǎn)廢水同時發(fā)酵產(chǎn)氫研究

  更多相關(guān)文章： 酵母生產(chǎn)廢水 膜過濾 COD CSTR反應器 生物制氫

【摘要】：隨著酵母生產(chǎn)工業(yè)的迅速發(fā)展,所產(chǎn)生的廢水對環(huán)境造成污染的問題日益突出。在國內(nèi),酵母生產(chǎn)廢水的處理工藝的出水一般難以達標以及運行成本過高等問題,已經(jīng)成為制約國內(nèi)酵母生產(chǎn)企業(yè)發(fā)展的瓶頸。本文對酵母生產(chǎn)廢水的預處理工藝進行了探討,由于酵母生產(chǎn)廢水中含有較高濃度的酵母菌,直接對其進行厭氧發(fā)酵產(chǎn)氫會因酵母菌的競爭繁殖而受到抑制作用,因此考慮將酵母生產(chǎn)廢水進行膜過濾預處理出去酵母菌,所得微濾膜過濾出水進行厭氧發(fā)酵產(chǎn)氫,而對所得的濃縮液進行蛋白質(zhì)回收,從而實現(xiàn)對酵母廢水的資源化及能源化的處理。實驗采用聚偏氟乙烯膜組件進行酵母廢水的過濾實驗,其孔徑為0.2μm,采用恒通量進出水的方式進行實驗。通過鏡檢的方法檢測膜過濾前后酵母菌的截留情況。發(fā)現(xiàn)酵母菌未能通過膜組件,表明膜組件能夠有效的截留酵母菌,這為過濾液進入?yún)捬醴磻魈峁┝擞欣臈l件。膜過濾實驗過程中,控制蠕動泵轉(zhuǎn)速保證膜通量維持在45.86L·m-2·h-1時,研究曝氣量對跨膜壓差的影響,從而獲取最佳曝氣量。研究發(fā)現(xiàn)曝氣量維持在0.15m3·h-1時,能夠有效的抑制膜污染,延長膜的使用時間。為延長膜的使用壽命,需要定期對膜進行反沖洗以及化學清洗。對一周期內(nèi)膜反應器內(nèi)的SS濃度以及組分分析,得知蛋白質(zhì)濃度可達8.5g·L-1,對濃縮液中蛋白質(zhì)回收成本及出售效益核算,計算結(jié)果表明一個日產(chǎn)為1 000m3廢水的酵母生產(chǎn)工廠,每日的收益可達1 090元,證實對酵母廢水濃縮液蛋白回收的經(jīng)濟可行性。采用間歇實驗研究酵母生產(chǎn)廢水直接厭氧發(fā)酵和微濾膜出水發(fā)酵產(chǎn)氫性能,發(fā)現(xiàn)pH為5.00時,過濾組獲得較高的氫氣百分含量49.69%,比不過濾組所得氫氣百分含量高20.34%;比產(chǎn)氫速率最高達到5.20mL·mg-1COD,比酵母生產(chǎn)廢水直接發(fā)酵所獲得的比產(chǎn)氫速率高1.71mL·mg-1COD。采用CSTR連續(xù)流反應器對酵母生產(chǎn)廢水的微濾膜出水進行發(fā)酵產(chǎn)氫的研究。通過對HRT以及OLR運行參數(shù)的調(diào)節(jié)以實現(xiàn)CSTR厭氧發(fā)酵產(chǎn)氫的最高效益。CSTR運行調(diào)控HRT為8h,OLR為24kgCOD·m-3·d-1時,系統(tǒng)可以得到最大的產(chǎn)氫速率為13.2L·d-1。通過對本實驗的研究表明,MF-CSTR工藝預處理酵母生產(chǎn)廢水能夠在有效處理酵母生產(chǎn)廢水的同時,實現(xiàn)對酵母蛋白的資源化回收以及對氫能的能源化回收與利用,從而為酵母生產(chǎn)廢水的處理及資源化利用提供一定的理論基礎(chǔ)。
【關(guān)鍵詞】：酵母生產(chǎn)廢水 膜過濾 COD CSTR反應器 生物制氫
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：X792
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 緒論10-24
• 1.1 課題來源及研究目的和意義10-11
• 1.1.1 課題來源10
• 1.1.2 課題研究背景和意義10-11
• 1.2 酵母廢水特性及處理研究進展11-14
• 1.2.1 酵母工業(yè)廢水的污染現(xiàn)狀11-12
• 1.2.2 酵母廢水的來源、特點及危害12-13
• 1.2.3 國內(nèi)外酵母生產(chǎn)廢水的治理現(xiàn)狀13-14
• 1.3 酵母廢水的預處理技術(shù)14-19
• 1.3.1 酵母廢水預處理技術(shù)研究現(xiàn)狀14-16
• 1.3.2 膜過濾預處理酵母廢水16-17
• 1.3.3 厭氧發(fā)酵預處理酵母廢水17-19
• 1.4 厭氧發(fā)酵產(chǎn)氫研究現(xiàn)狀19-22
• 1.4.1 有機廢水發(fā)酵法生物制氫技術(shù)19-20
• 1.4.2 酵母生產(chǎn)廢水生物制氫技術(shù)20
• 1.4.3 厭氧發(fā)酵生物制氫的影響因素20-22
• 1.5 本課題的主要研究內(nèi)容22-24
• 1.5.1 酵母廢水的膜過濾預處理22-23
• 1.5.2 膜過濾出水的厭氧發(fā)酵研究23-24
• 第2章 實驗材料和方法24-31
• 2.1 實驗裝置24-26
• 2.1.1 膜過濾反應器24-25
• 2.1.2 CSTR厭氧反應器25
• 2.1.3 間歇發(fā)酵產(chǎn)氫實驗裝置25-26
• 2.2 實驗材料26-27
• 2.2.1 實驗用水水質(zhì)26-27
• 2.2.2 接種污泥27
• 2.2.3 主要儀器設(shè)備27
• 2.3 實驗方法27-28
• 2.3.1 膜過濾操作條件27
• 2.3.2 CSTR發(fā)酵產(chǎn)氫27-28
• 2.3.3 間歇發(fā)酵產(chǎn)氫28
• 2.4 分析及計算方法28-31
• 第3章 膜過濾預處理酵母生產(chǎn)廢水的研究31-47
• 3.1 膜過濾出水水質(zhì)分析31-37
• 3.1.1 酵母菌截留效果32-33
• 3.1.2 COD及VFAs的變化33-34
• 3.1.3 SS及色度的去除率34-36
• 3.1.4 蛋白質(zhì)及氨氮的變化36-37
• 3.2 膜過濾操作條件控制與優(yōu)化37-42
• 3.2.1 操作壓力對膜通量的影響37-39
• 3.2.2 曝氣量對膜出水水質(zhì)水量的影響39-41
• 3.2.3 反沖洗對膜出水水質(zhì)水量的影響41-42
• 3.3 膜過濾濃縮液資源化利用42-45
• 3.3.1 濃水水質(zhì)分析42-44
• 3.3.2 蛋白質(zhì)的回收及經(jīng)濟性能評價44-45
• 3.4 膜清洗條件優(yōu)化45-46
• 3.5 本章小結(jié)46-47
• 第4章 酵母生產(chǎn)廢水發(fā)酵產(chǎn)氫效能研究47-67
• 4.1 酵母生產(chǎn)廢水直接發(fā)酵產(chǎn)氫效能研究47-51
• 4.1.1 產(chǎn)氫量及氫氣含量的變化47-50
• 4.1.2 蛋白質(zhì)的去除率50-51
• 4.1.3 液相末端產(chǎn)物的變化51
• 4.2 微濾膜出水間歇實驗發(fā)酵產(chǎn)氫效能研究51-55
• 4.2.1 產(chǎn)氫量及氫氣含量的變化52-54
• 4.2.2 蛋白質(zhì)的去除率54-55
• 4.2.3 液相末端產(chǎn)物的變化55
• 4.3 微濾膜出水間連續(xù)流實驗發(fā)酵產(chǎn)氫效能研究55-65
• 4.3.1 CSTR反應器的啟動55-60
• 4.3.2 HRT對發(fā)酵產(chǎn)氫的影響60-63
• 4.3.3 OLR對發(fā)酵產(chǎn)氫的影響63-65
• 4.4 本章小結(jié)65-67
• 結(jié)論67-68
• 參考文獻68-73
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文及其它成果73-75
• 致謝75

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本文編號：972634