【摘要】：當前,厭氧發(fā)酵技術已成為處理木薯酒精廢液的重要方法和手段之一,可以將廢水轉化為可再生清潔能源沼氣,起到保護生態(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,使得整個厭氧發(fā)酵過程的水解速率和有機物質的轉化效率降低,沼氣產(chǎn)量下降,導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木薯酒精廢液厭氧消化的特性,評價了不同菌種對木薯酒精廢液厭氧發(fā)酵的影響,從而說明高效復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,通過對所獲得的高效纖維質降解復配菌種進行梯度適應性馴化研究,提高復配菌種對木薯酒精廢液固形物中纖維質的降解效率。然后,研究了高效復配菌種作為高溫連續(xù)攪拌式反應器(continuous stirred tank reactor,CSTR)連續(xù)式反應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態(tài)變化,此外,通過動力學模型的研究從而獲得最佳的反映器運行反應參數(shù),最后,采用上流式厭氧污泥床反應器(up-flow anaerobic sludge blanket,UASB)反應器作為木薯酒精廢液厭氧出水處理的厭氧反應器,進一步處理木薯酒精廢液的綜合利用率。主要研究結論如下:研究了不同菌種對木薯酒精廢液厭氧消化特性的比較。結果表明,高溫絮狀污泥、中溫復配污泥、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到最大,分別為9.79 U和5.5 U。高效纖維質降解菌種梯度適應性馴化可以提高復配污泥對木薯酒精廢液固形物中纖維質的降解效率。每組經(jīng)過8天厭氧反應后,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)過長時間穩(wěn)定運行,在容積負荷為14 kgCOD/(m3·d)條件下,TCOD去除率達到70~75%,甲烷含量維持在48%左右,沼氣產(chǎn)率為0.22 L/gTCOD。在運行溫度為55℃時,復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荷為14 kgCOD/(m3·d)時最大值分別為42.1 U、30.2 U,脫氫酶活性在容積負荷為12kgCOD/(m3·d)時達到最大值為80.1 TFμg/h·mL。高溫高容積負荷條件下,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降解效率。采用UASB作為CSTR反應器高溫厭氧出水處理單元,在35℃條件下通過逐級提高反應器容積負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,最終當運行負荷為7 kgCOD/(m3·d)時,出水中TCOD和SCOD濃度分別為1327.9、551.2 mg/L,TCOD去除率達到84.1%,沼氣產(chǎn)氣率為0.31 mL/g TCOD。
【圖文】：

裝置中通入 5 分鐘的氮氣以排空裝置中的空氣，采用橡皮塞密封，整個發(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]。 結果與討論.1 酒精廢液 COD 變化情況

江南大學碩士學位論文、中溫顆粒污泥組、中溫復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，反應過程中各組 SCOD 的升高是因為微生物在厭中的固體部分轉化為可溶性的小分子物質所致，在一定程率，為進一步提高可再生能源回收利用率提供有利的條件情況
【學位授予單位】：江南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：X784

【參考文獻】

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1 王榮;胡方覬;張慶華;毛忠貴;唐蕾;;復合菌系RXS中木質纖維素降解酶類分析[J];安全與環(huán)境學報;2016年05期

2 戴曉虎;何進;嚴寒;李寧;丁月玲;董濱;戴翎翎;;游離氨調(diào)控對污泥高含固厭氧消化反應器性能的影響[J];環(huán)境科學;2017年02期

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4 白曉鳳;李子富;王曉希;尹福斌;程世昆;;堆漚預處理對玉米秸稈厭氧發(fā)酵產(chǎn)氣性能及模型[J];食品與生物技術學報;2014年02期

5 韋民政;鄭虛;李韋柳;熊軍;黃衛(wèi)華;歐厚榮;何莉;周云新;唐秀樺;鄧英毅;覃維治;閆海鋒;許娟;唐花蕾;;施用木薯酒精厭氧發(fā)酵液對香蕉生長發(fā)育及土壤肥力的影響[J];熱帶作物學報;2013年11期

6 陶治平;趙明星;阮文權;;氯化鈉對餐廚垃圾厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼氣影響[J];食品與生物技術學報;2013年06期

7 何江;毛忠貴;張慶華;張建華;唐蕾;張宏建;;高效木薯渣分解復合菌群RXS的構建及其發(fā)酵特性研究[J];環(huán)境科學;2012年03期

8 史宏偉;鄒德勛;左劍惡;劉研萍;朱保寧;李秀金;毛菁菁;;梯度負荷下果蔬垃圾厭氧消化性能及微生物群落結構的研究[J];環(huán)境科學學報;2012年01期

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

10 陳金榮;謝麗;羅剛;周琪;;高溫CSTR—中溫UASB兩級厭氧處理木薯酒精廢水[J];工業(yè)水處理;2011年02期

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1 高樹梅;餐廚垃圾厭氧消化過程中氨氮耐受響應機制研究[D];江南大學;2015年

2 張存勝;厭氧發(fā)酵技術處理餐廚垃圾產(chǎn)沼氣的研究[D];北京化工大學;2013年

3 張慶華;纖維質高效水解關鍵技術及其在木薯燃料乙醇產(chǎn)業(yè)中的應用[D];江南大學;2012年

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1 雷楊;木薯酒精廢液厭氧發(fā)酵菌種的篩選及其發(fā)酵試驗[D];廣西大學;2012年

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

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

本文編號：2577904