酵母菌处理木薯酒精废液的生物降解特性及SBR基质降解动力学研究

论文摘要

针对木薯酒精废液有机污染物、悬浮物浓度高与成分复杂等特点,本研究采用酵母菌—SBR组合工艺处理木薯酒精废液,考查酵母菌的生物降解特性,探索不同影响因素对酵母菌处理木薯酒精废液的影响,研究后续处理工艺（SBR）的工况条件与基质降解动力学行为,旨在探讨酵母菌—SBR工艺处理木薯酒精废液的可行性,为工程设计提供依据。木薯酒精废液COD为14660～30140mg/L,BOD5为7000～14467mg/L,经酵母菌处理后,COD去除率可达83.2～86.4%,BOD5去除率达91.4～92.2%。利用小型批量实验得到最佳实验控制参数:接种量1‰（v/v,活菌数为4.1×106个/mL）,系统溶解氧2～3mg/L,进水pH值5.0-5.5,温度30℃,曝气时间72h,BOD5:N:P为400:2:1。由于进水有机物浓度高,经酵母菌处理后,出水COD浓度为2000～3500mg/L,需要联合后续深度处理以保证出水水质。使用综合水质指标法及微生物呼吸速率法对经酵母菌处理后的木薯酒精废液进行水质分析,两种指标一致表明,经酵母菌处理后的木薯酒精废液BOD5/COD值约为0.30左右,可生化性较好,可采用SBR工艺作为二级处理工艺。酵母菌出水运用SBR处理6h,废水COD可降解到100mg/L以下。最佳工艺条件为限制性曝气、曝气量0.375m3/h、不调节废液pH值、进水时间20min、曝气时间6h、沉淀时间20min、出水时间20min、闲置时间0h。在最佳工艺条件下,对经酵母菌处理后的木薯酒精废液进行SBR基质降解动力学研究。结果表明:常温下,以COD质量浓度作为基质浓度,其降解规律符合Monod方程,该废水中含有不可生物降解有机物质量浓度约为63mg/L,减速增值速度常数Km为0.0024,通过将实测值与理论计算值比较表明,废水在反应器所需停留时间的理论值与实测值吻合较好,说明木薯酒精废液经酵母菌处理后的SBR基质降解动力学模型推导合理。利用酵母菌—SBR工艺处理木薯酒精废液,系统的COD、BOD与SS去除率均在99%左右,出水COD可降解到100mg/L以下,达到《污水综合排放标准》GB8978-1996一级排放标准。所求取的酵母菌生物降解特性条件与SBR基质降解动力学模型可为木薯酒精废液的工程实践提供理论参考依据。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 符号说明
• 第一章 绪论
• 1.1 选题背景
• 1.1.1 广西木薯酒精行业现状
• 1.1.2 木薯酒精废液来源与特点
• 1.1.3 广西木薯酒精废液治理现状
• 1.2 酒精废液处理研究现状
• 1.2.1 物化法
• 1.2.2 生物法
• 1.2.3 废液资源化利用法
• 1.3 酵母菌处理技术概述
• 1.3.1 酵母菌处理技术特点
• 1.3.2 酵母菌废水处理技术研究状况
• 1.4 生化处理SBR工艺及基质降解动力学研究
• 1.4.1 生化处理SBR工艺简介
• 1.4.2 SBR基质降解动力学研究进展
• 1.5 课题研究内容及意义
• 1.5.1 课题研究意义
• 1.5.2 课题研究内容
• 第二章 木薯酒精废液生物降解特性研究
• 2.1 前言
• 2.1.1 废水可生化性测定方法
• 2.1.2 水解酸化过程对废水水质的影响
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 实验装置
• 2.2.2 分析项目及测定方法
• 2.2.3 实验方法
• 2.3 木薯酒精废液生物降解特性分析
• 5/COD值来评价木薯酒精废液的可生化性'>2.3.1 按BOD₅/COD值来评价木薯酒精废液的可生化性
• 2.3.2 水解酸化过程对废水水质的影响
• 2.4 经酵母菌处理后的木薯酒精废液生物降解特性分析
• 2.4.1 按BOD5/COD值来评价废液的可生化性
• 2.4.2 利用微生物呼吸速率曲线评价废液的可生化性
• 2.5 本章小结
• 第三章 酵母菌生物降解效果分析
• 3.1 前言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 实验用水与所用菌种
• 3.2.2 实验装置
• 3.2.3 分析方法及仪器的采用
• 3.2.4 实验方法
• 3.3 实验结果与讨论
• 3.3.1 菌体生长曲线
• 3.3.2 曝气时间的影响
• 3.3.3 进水pH的影响
• 3.3.4 菌种接种量的影响
• 3.3.5 温度的影响
• 3.3.6 溶解氧的影响
• 3.3.7 进水COD的影响
• 3.3.8 营养比例的影响
• 3.3.9 优化处理条件下的验证实验
• 3.4 酵母菌剩余污泥用作单细胞蛋白初步探讨
• 3.5 本章小结
• 第四章 废液经酵母菌处理后的SBR基质降解动力学研究
• 4.1 前言
• 4.2 实验部分
• 4.2.1 实验用水
• 4.2.2 实验装置
• 4.2.3 分析方法与采用的仪器
• 4.2.4 实验方法与条件
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 污泥的驯化和培养
• 4.3.2 SBR运行因素的影响
• 4.3.3 SBR工艺处理效果分析
• 4.3.4 废液经酵母菌处理后的SBR基质降解动力学研究
• 4.4 本章小结
• 第五章 结论与建议
• 5.1 结论
• 5.2 建议
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的论文