不同进料方式对厌氧处理酒精废水的影响及其活性污泥特性与关联微生物的研究

来源 :广西大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:chenchen3766
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
酒精废水是酒精生产过程中所产生的废水,主要包括蒸馏发酵成熟醪后排出的酒精糟,生产设备的洗涤水以及生产工艺中的冷却水等。木薯和糖蜜是目前生产酒精的两大主要原料,其对应产生的酒精废水分别为木薯淀粉酒精废水和糖蜜酒精废水。酒精废水有机物和悬浮物含量高,p H低,且排放量大,处理困难,给酒精生产企业带来了巨大的环保和经济压力。各酒精生产企业都急需寻求能有效处理酒精废水的技术。厌氧生物处理技术作为一种高效、运行费用低,且可产能的可持续性废水处理方法,已经成为工业有机废水处理的首选方法之一。进料方式对废水厌氧处理过程有着重要的影响,被认为是影响废水厌氧处理效率的重要因素之一。当前关于进料方式对厌氧处理工业废水影响的研究较少,且主要集中在固定有机负荷,稳定运行状态下的研究。本研究结合逐步提高有机负荷的方式研究进料方式对酒精废水厌氧处理的影响,以优化酒精废水处理工艺,提高酒精废水处理效率,为其它废水的厌氧处理提供参考。本论文首先开展连续式、半连续式和脉冲式三种不同进料方式厌氧处理木薯淀粉酒精废水的研究;然后在木薯淀粉酒精废水厌氧处理研究的基础上对进料方式的时间间隔进行优化,以经过木薯淀粉酒精废水厌氧驯化的活性污泥为接种污泥,继续开展连续式、半连续式和脉冲式三种不同进料方式厌氧处理糖蜜酒精废水的研究;最后,在小试条件下,开展了三种不同进料方式所驯化的厌氧活性污泥对低p H进水、高有机负荷率(OLR)、高铵盐及高硫酸盐冲击的抗逆性研究,同时也研究了三种厌氧活性污泥中微生物菌群对四种压力冲击的响应。主要结果如下:1.三种不同进料方式厌氧处理木薯淀粉酒精废水时,连续式进料和半连续式进料反应器比脉冲式进料反应器提升负荷快,且可承受更高的有机负荷。在相同进水有机负荷下,半连续式进料反应器在较高有机负荷时溶解性化学需氧量(SCOD)去除率和产气量明显比连续式进料反应器的高,SCOD去除率最大高出23.20%,产气量最大高出95.7 L/2 d。半连续式进料反应器在整个厌氧消化过程中的挥发性脂肪酸(VFA)和氨氮含量总体比连续式进料和脉冲式进料的低。随着厌氧消化过程的推进,各反应器中细菌和古菌的多样性在不断变化,半连续式进料反应器中优势细菌和产甲烷菌的相对丰度较高。综合三种进料方式反应器的各项性能参数结果,半连续式进料是厌氧处理木薯淀粉酒精废水时最好的进料方式,其次是连续式进料,效果最差的是脉冲式进料。2.三种不同进料方式厌氧处理糖蜜酒精废水时,在反应器稳定运行后,进料SCOD低于24,000 mg/L(OLR=6.4 g.L-1.d-1)厌氧处理正常糖蜜酒精废水时,各反应器的SCOD去除率达80%左右;各反应器在进水SCOD高于45,000 mg/L(OLR=12 g.L-1.d-1)时性能受到严重影响,SCOD去除率和沼气中甲烷含量明显降低,VFA和氨氮含量显著增加。微生物多样性分析表明,随着厌氧消化过程的推进,各反应器中细菌和古菌的多样性不断变化,细菌和产甲烷菌的菌群结构变化相似,但优势细菌和产甲烷菌的丰度有差别。综合三种进料方式反应器的各项性能参数结果,发现在厌氧处理糖蜜酒精废水时三种进料方式对反应器的性能影响无明显差别,但脉冲式进料反应器的性能受废水特性及高有机负荷的影响较大。3.采用小幅度逐渐提升进水有机负荷的方式可以使厌氧反应器快速启动并达到稳定。在厌氧处理木薯淀粉酒精废水时,连续式和半连续式进料反应器启动初期SCOD去除率均在70%以上,稳定期SCOD达80%左右,脉冲式进料SCOD去除率波动较大;在厌氧处理糖蜜酒精废水时,三种进料方式的厌氧反应器启动初期SCOD去除率快速达80%左右,并保持稳定。4.厌氧活性污泥抗逆性研究表明三种进料方式所驯化的厌氧活性污泥对低p H进水和高硫酸盐冲击有较好的抗逆性,对高OLR和高铵盐冲击的抗逆性较差;半连续式进料所驯化的活性污泥对高OLR的抗逆性最好,其次是脉冲式的,最差是连续式的;三种活性污泥对低p H进水、高铵盐和高硫酸盐冲击的抗逆性无显著差异。5.不同进料方式所驯化的活性污泥在四种压力冲击下的微生物多样性分析结果表明,活性污泥中微生物物种数、多样性以及特定功能微生物菌群相对丰度变化的差异可能是导致活性污泥抗逆性不同的原因。进料方式对厌氧处理效率、活性污泥特性及功能微生物菌群都有一定的影响,影响程度因废水种类、OLR、进料方式本身的频率不同而不同,总的来说,半连续式进料方式效果较好。研究结果加深了不同进料方式对工业废水厌氧处理影响的了解,为废水厌氧处理进料方式的选择提供参考,同时揭示了废水厌氧处理中关联微生物菌群的响应机制,对废水厌氧处理工艺的优化具有指导意义。
其他文献
目的:冠状动脉扩张(coronary artery ectasia,CAE)指的是冠状动脉直径超过正常冠状动脉1.5倍的疾病。该疾病由于发病率低已被列入中国第一批罕见病名录。由于疾病机理不明,CA
随着新一代装备向高速、轻质、大型、重载和极端环境下运行的方向发展,装备的噪声与振动问题日益突出。强烈的噪声与振动危害人类健康,干扰人类正常生活和生态环境,降低装备
世界上有一半以上人口以大米为主食,水稻育种对于保障粮食安全具有重要意义。水稻生长过程中会遭遇多种病虫的危害,褐飞虱(brownplanthopper,BPH,Nilaparvatalugens Stal)是
水资源是人类赖以生存和发展的基础,理解区域水资源现状、演变机理是实现水资源有效调控、保障地区可持续发展的前提。我国黄土高原水资源有限,生态环境脆弱,对气候环境变化
高精度时间在军事和民生经济等领域具有重要的作用。精密时间传递方法是建立和维持高精度国家标准时间的重要因素,对国家标准时间具有重要的意义,是实现精密时间系统的关键,
孔轴类工件是航空航天、船舶制造和能源动力等领域中的典型机械构件,这类工件中孔系与轴的配合精度是重要技术指标之一,直接关系到动平衡及密封性。针对现有柔性制造生产线中
天然多糖具有无毒、可再生、生物可降解、易化学修饰等优点,被广泛应用于构建基因/药物递送载体和其他生物医学领域。香菇多糖(LNT)是一类具有三螺旋链构象的β-(1?3)-D-葡聚
作为广泛可食用蛋白质的主要来源,牛肉、猪肉、羊肉以及其他家禽等肉质量的好坏能够直接影响到人的健康,因此对于肉质的考察十分重要。但截至目前仍然缺少通用的质量控制技术
研究背景:心房颤动(房颤)是临床上最常见的心律失常之一,可引起心力衰竭和脑卒中,具有很高的致残率。伴随房颤的发生及发展,心房基质进行性改变及心房重构会逐渐加重且难以逆
毛竹(Phyllostachys edulis)是我国重要的经济、生态竹种,也是典型的克隆植物。在全球气候变化的大背景下,极端气候灾害频繁发生,加之人工采伐、地形、土壤、降水时空分配格局