非糧燃料乙醇廢水生物處理資源化利用及功能菌群研究
發(fā)布時間:2022-10-06 10:37
隨著非糧原料——木質(zhì)纖維素燃料乙醇產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,開發(fā)其生產(chǎn)廢水處理及資源化利用技術(shù),可以增加燃料乙醇產(chǎn)業(yè)的環(huán)境友好性和經(jīng)濟性,是燃料乙醇產(chǎn)業(yè)能否快速發(fā)展重要環(huán)節(jié)。 本文首先采取高溫厭氧-中溫好氧-常溫生物濾床耦合系統(tǒng)對玉米秸稈/玉米芯燃料乙醇廢水進行凈化處理,同時獲得清潔能源沼氣。對燃料乙醇生產(chǎn)過程中的高濃度蒸餾廢水及高氨氮預(yù)處理廢水凈化工藝進行了研究。耦合系統(tǒng)由高溫厭氧流化床實驗(AFBR),好氧氣升式環(huán)流生物反應(yīng)器(ALR)和曝氣生物濾床(BAF)。在高溫厭氧階段,對燃料乙醇蒸餾廢水進行一級處理時,在最優(yōu)條件下:操作溫度54~55℃,水力停留時間(HRT)為48h,AFBR反應(yīng)器連續(xù)長期運行,有機負(fù)荷達(OLR)14.1g-COD/L。d,同時甲烷產(chǎn)量達到280mL/g-CODremoved。然后在ALR反應(yīng)器內(nèi)共代謝降解處理厭氧出水和預(yù)處理廢水,在操作溫度30~33℃,pH7.0~8.0,表觀氣速(μg)12mm/s,HRT為15h,COD和氨氮(NH4+-N)去除率分別達88.5%和96.7%。最后在BAF中對好氧出水進行深度處...
【文章頁數(shù)】:96 頁
【學(xué)位級別】:博士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 文獻綜述
1.1 引言
1.2 燃料乙醇產(chǎn)業(yè)及其生產(chǎn)廢水
1.2.1 國內(nèi)外燃料乙醇產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀
1.2.2 燃料乙醇工藝廢水
1.3 燃料乙醇工藝廢水生物處理及資源化研究進展
1.3.1 廢水厭氧生物處理技術(shù)
1.3.2 廢水好氧氧生物處理技術(shù)
1.3.3 燃料乙醇廢水資源化研究進展
1.4 生物制氫技術(shù)研究進展
1.4.1 氫的制取方法
1.4.2 厭氧發(fā)酵產(chǎn)氫技術(shù)研究進展
1.4.3 混合菌群發(fā)酵產(chǎn)氫研究進展
1.5 微生物分子生態(tài)學(xué)研究進展
1.5.1 16S rRNA/rDNA 序列分析技術(shù)的基本原理
1.5.2 16S rRNA/rDNA 序列分析技術(shù)應(yīng)用研究進展
1.6 本文主要研究思路和研究內(nèi)容
第二章 實驗材料與方法
2.1 實驗材料
2.1.1 接種物與菌種
2.1.2 實驗藥品
2.1.3 培養(yǎng)基
2.1.4 主要試劑
2.2 實驗儀器和裝置
2.2.1 實驗儀器
2.2.2 實驗裝置及操作方法
2.3 實驗分析方法
2.4 活性污泥附著載體掃描電鏡觀測
2.5 PCR-RFLP 實驗方法
2.5.1 活性污泥樣品16S rDNA 獲取
2.5.2 RFLP 分析
第三章 燃料乙醇廢水生物處理
3.1 高溫厭氧生物處理蒸餾廢水
3.1.1 污泥馴化及反應(yīng)器啟動
3.1.2 AFBR 反應(yīng)器操作參數(shù)單因素優(yōu)化
3.1.3 AFBR 反應(yīng)器最佳環(huán)境條件下長期運行及最優(yōu)HRT 確定
3.1.4 高溫厭氧過程微生物種群結(jié)構(gòu)研究
3.2 中溫好氧生物處理
3.2.1 好氧活性污泥馴化及反應(yīng)器啟動
3.2.2 ALR 反應(yīng)器操作參數(shù)單因素優(yōu)化
3.2.3 ALR 反應(yīng)器最佳條件下長期運行及HRT 確定
3.3 中溫好氧過程微生物種群結(jié)構(gòu)研究
3.3.1 好氧活性污泥附著載體掃描電鏡觀測
3.3.2 好氧活性污泥微生物種群結(jié)構(gòu)分析
3.4 生物膜反應(yīng)器深度處理好氧出水
3.4.1 BAF 長期運行性能考察
3.4.2 BAF 載體附著生物膜掃描電鏡觀測
3.5 耦合系統(tǒng)長期運行性能考察
3.6 本章小結(jié)
第四章 厭氧生物制氫及極端嗜熱菌群結(jié)構(gòu)分析
4.1 極端嗜熱產(chǎn)氫間歇實驗
4.1.1 極端嗜熱產(chǎn)氫菌群富集培養(yǎng)
4.1.2 pH 對極端嗜熱產(chǎn)氫的影響
4.2 CSTR 連續(xù)產(chǎn)氫實驗研究
4.3 產(chǎn)氫菌群群落結(jié)構(gòu)分析
4.4 本章小結(jié)
第五章 結(jié)論與展望
5.1 本文結(jié)論
5.2 展望
參考文獻
發(fā)表論文和參加科研情況說明
致謝
【參考文獻】:
期刊論文
[1]好氧活性污泥的培養(yǎng)研究[J]. 趙曉寧,劉志斌,張正夫. 能源與環(huán)境. 2010(02)
[2]內(nèi)循環(huán)式厭氧反應(yīng)器常溫下啟動過程試驗研究[J]. 高志永,陳鴻漢,韋道領(lǐng). 水處理技術(shù). 2010(03)
[3]纖維素乙醇發(fā)展前景和我國的進展[J]. 錢伯章,朱建芳. 化學(xué)工業(yè). 2009(10)
[4]UASB反應(yīng)器處理染料及印染廢水的研究進展[J]. 邱麗娟,陳亮,黃滿紅. 化工環(huán)保. 2009(05)
[5]我國纖維素乙醇的開發(fā)進展和前景[J]. 錢伯章,朱建芳. 糧食與飼料工業(yè). 2009(10)
[6]美國、巴西和中國燃料乙醇發(fā)展現(xiàn)狀比較[J]. 程景明,徐莉,徐偉平. 世界農(nóng)業(yè). 2008(06)
[7]厭氧反應(yīng)器在國內(nèi)外的進展研究[J]. 鄭隆舉,李德生. 能源與環(huán)境. 2007(06)
[8]Particle size distribution and removal by a chemical-biological flocculation process[J]. ZHANG Zhi-bin, ZHAO Jian-fu, XIA Si-qing, LIU Chang-qing, KANG Xing-sheng State Key Laboratory of Pollution Control and Resource Reuse Research, College of Environmental Science and Engineering, Tongji University, Shanghai 200092, China College of Municipal and Environmental Engineering, Shandong Jianzhu University, Jinan 250101, China. Shandong Academy of Environmental Sciences, Jinan 250100, China. Journal of Environmental Sciences. 2007(05)
[9]缺氧/好氧SBR工藝去除酒精廢水中的氮[J]. 周小波,楊健. 工業(yè)用水與廢水. 2006(06)
[10]pH值對易腐有機垃圾厭氧發(fā)酵產(chǎn)物分布的影響[J]. 呂凡,何品晶,邵立明,陳活虎. 環(huán)境科學(xué). 2006(05)
本文編號:3686828
【文章頁數(shù)】:96 頁
【學(xué)位級別】:博士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 文獻綜述
1.1 引言
1.2 燃料乙醇產(chǎn)業(yè)及其生產(chǎn)廢水
1.2.1 國內(nèi)外燃料乙醇產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀
1.2.2 燃料乙醇工藝廢水
1.3 燃料乙醇工藝廢水生物處理及資源化研究進展
1.3.1 廢水厭氧生物處理技術(shù)
1.3.2 廢水好氧氧生物處理技術(shù)
1.3.3 燃料乙醇廢水資源化研究進展
1.4 生物制氫技術(shù)研究進展
1.4.1 氫的制取方法
1.4.2 厭氧發(fā)酵產(chǎn)氫技術(shù)研究進展
1.4.3 混合菌群發(fā)酵產(chǎn)氫研究進展
1.5 微生物分子生態(tài)學(xué)研究進展
1.5.1 16S rRNA/rDNA 序列分析技術(shù)的基本原理
1.5.2 16S rRNA/rDNA 序列分析技術(shù)應(yīng)用研究進展
1.6 本文主要研究思路和研究內(nèi)容
第二章 實驗材料與方法
2.1 實驗材料
2.1.1 接種物與菌種
2.1.2 實驗藥品
2.1.3 培養(yǎng)基
2.1.4 主要試劑
2.2 實驗儀器和裝置
2.2.1 實驗儀器
2.2.2 實驗裝置及操作方法
2.3 實驗分析方法
2.4 活性污泥附著載體掃描電鏡觀測
2.5 PCR-RFLP 實驗方法
2.5.1 活性污泥樣品16S rDNA 獲取
2.5.2 RFLP 分析
第三章 燃料乙醇廢水生物處理
3.1 高溫厭氧生物處理蒸餾廢水
3.1.1 污泥馴化及反應(yīng)器啟動
3.1.2 AFBR 反應(yīng)器操作參數(shù)單因素優(yōu)化
3.1.3 AFBR 反應(yīng)器最佳環(huán)境條件下長期運行及最優(yōu)HRT 確定
3.1.4 高溫厭氧過程微生物種群結(jié)構(gòu)研究
3.2 中溫好氧生物處理
3.2.1 好氧活性污泥馴化及反應(yīng)器啟動
3.2.2 ALR 反應(yīng)器操作參數(shù)單因素優(yōu)化
3.2.3 ALR 反應(yīng)器最佳條件下長期運行及HRT 確定
3.3 中溫好氧過程微生物種群結(jié)構(gòu)研究
3.3.1 好氧活性污泥附著載體掃描電鏡觀測
3.3.2 好氧活性污泥微生物種群結(jié)構(gòu)分析
3.4 生物膜反應(yīng)器深度處理好氧出水
3.4.1 BAF 長期運行性能考察
3.4.2 BAF 載體附著生物膜掃描電鏡觀測
3.5 耦合系統(tǒng)長期運行性能考察
3.6 本章小結(jié)
第四章 厭氧生物制氫及極端嗜熱菌群結(jié)構(gòu)分析
4.1 極端嗜熱產(chǎn)氫間歇實驗
4.1.1 極端嗜熱產(chǎn)氫菌群富集培養(yǎng)
4.1.2 pH 對極端嗜熱產(chǎn)氫的影響
4.2 CSTR 連續(xù)產(chǎn)氫實驗研究
4.3 產(chǎn)氫菌群群落結(jié)構(gòu)分析
4.4 本章小結(jié)
第五章 結(jié)論與展望
5.1 本文結(jié)論
5.2 展望
參考文獻
發(fā)表論文和參加科研情況說明
致謝
【參考文獻】:
期刊論文
[1]好氧活性污泥的培養(yǎng)研究[J]. 趙曉寧,劉志斌,張正夫. 能源與環(huán)境. 2010(02)
[2]內(nèi)循環(huán)式厭氧反應(yīng)器常溫下啟動過程試驗研究[J]. 高志永,陳鴻漢,韋道領(lǐng). 水處理技術(shù). 2010(03)
[3]纖維素乙醇發(fā)展前景和我國的進展[J]. 錢伯章,朱建芳. 化學(xué)工業(yè). 2009(10)
[4]UASB反應(yīng)器處理染料及印染廢水的研究進展[J]. 邱麗娟,陳亮,黃滿紅. 化工環(huán)保. 2009(05)
[5]我國纖維素乙醇的開發(fā)進展和前景[J]. 錢伯章,朱建芳. 糧食與飼料工業(yè). 2009(10)
[6]美國、巴西和中國燃料乙醇發(fā)展現(xiàn)狀比較[J]. 程景明,徐莉,徐偉平. 世界農(nóng)業(yè). 2008(06)
[7]厭氧反應(yīng)器在國內(nèi)外的進展研究[J]. 鄭隆舉,李德生. 能源與環(huán)境. 2007(06)
[8]Particle size distribution and removal by a chemical-biological flocculation process[J]. ZHANG Zhi-bin, ZHAO Jian-fu, XIA Si-qing, LIU Chang-qing, KANG Xing-sheng State Key Laboratory of Pollution Control and Resource Reuse Research, College of Environmental Science and Engineering, Tongji University, Shanghai 200092, China College of Municipal and Environmental Engineering, Shandong Jianzhu University, Jinan 250101, China. Shandong Academy of Environmental Sciences, Jinan 250100, China. Journal of Environmental Sciences. 2007(05)
[9]缺氧/好氧SBR工藝去除酒精廢水中的氮[J]. 周小波,楊健. 工業(yè)用水與廢水. 2006(06)
[10]pH值對易腐有機垃圾厭氧發(fā)酵產(chǎn)物分布的影響[J]. 呂凡,何品晶,邵立明,陳活虎. 環(huán)境科學(xué). 2006(05)
本文編號:3686828
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