非糧燃料乙醇廢水生物處理資源化利用及功能菌群研究.pdf

1、隨著非糧原料--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(jì)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(duì)玉米秸稈/玉米芯燃料乙醇廢水進(jìn)行凈化處理，同時(shí)獲得清潔能源沼氣。對(duì)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(jìn)行了研究。耦合系統(tǒng)由高溫厭氧流化床實(shí)驗(yàn)(AFBR)，好氧氣升式環(huán)流生物反應(yīng)器(ALR

2、)和曝氣生物濾床(BAF)。在高溫厭氧階段，對(duì)燃料乙醇蒸餾廢水進(jìn)行一級(jí)處理時(shí)，在最優(yōu)條件下：操作溫度54～55℃，水力停留時(shí)間(HRT)為48h，AFBR反應(yīng)器連續(xù)長(zhǎng)期運(yùn)行，有機(jī)負(fù)荷達(dá)(OLR)14.1g-COD/L·d，同時(shí)甲烷產(chǎn)量達(dá)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，F(xiàn)RT為15h，COD和氨氮(NH

3、4+-N)去除率分別達(dá)88.5％和96.7％。最后在BAF中對(duì)好氧出水進(jìn)行深度處理，BAF在常溫(18-25℃)下操作，氣液比為6:1，HRT為5h，最終出水COD及氨氮降至65.1mg/L和3.9mg/L，達(dá)到國(guó)家廢水一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)(COD≤100mg/L，氨氮≤15mp/L)。16S rRNA分析顯示高溫厭氧活性污泥中產(chǎn)甲烷菌屬以Methanoculleus和Methanosarcina為主，其它功能菌主要包括Clostridia；而

4、好氧污泥中優(yōu)勢(shì)菌群主要為Sphingobacteria和Alphaproteobacteria。
　　 采用木質(zhì)纖維素燃料乙醇廢水做底物，進(jìn)行了極端嗜熱產(chǎn)氫間歇和連續(xù)過程的研究。通過批次反復(fù)富集獲得極端嗜熱產(chǎn)氫混合菌群?？疾炝藴囟群蚿H對(duì)間歇產(chǎn)氫過程的影響。在pH7.0及70℃下間歇實(shí)驗(yàn)氫氣產(chǎn)率達(dá)到196.4mL/g-VSadded；在CSTR反應(yīng)器中，采用蒸餾廢水連續(xù)進(jìn)水，在HRT為4d的條件下，穩(wěn)定產(chǎn)氫量達(dá)到172.0mL/