您现在的位置: 中国污水处理工程网 >> 技术转移 >> 正文

【专利技术】一种高效纤维质降解菌群处理木薯酒精废液的方法

发布时间:2017-9-12 10:25:17  中国污水处理工程网

  申请日2017.06.16

  公开(公告)日2017.09.01

  IPC分类号C02F3/34; C02F3/28; C02F103/32

  摘要

  本发明公开了一种高效纤维质降解菌群处理木薯酒精废液的方法,属于污水净化处理技术领域。本发明采用CSTR厌氧反应器,接种高效纤维质降解菌种作为接种污泥,有效的处置了木薯酒精废液,实现了酒精废液固形物降解和转化效率的提高,提升木薯酒精废液的资源化利用率,可解决实际生产过程中的污染处理问题,减少对周围生态环境的破坏。发酵系统运行稳定,木薯酒精废液处理效果较好,能源转化率较高。

  权利要求书

  1.一种处理木薯酒精废液的方法,其特征在于,将含有牛瘤胃微生物和产甲烷菌的高效纤维素降解菌群接种于木薯酒精废液中,进行连续式CSTR厌氧发酵产沼气。

  2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述高效纤维素降解菌群是按如下步骤制备获得:将牛瘤胃成分与含产甲烷菌的絮状厌氧污泥以VS比为1:0.8~1.2的比例进行混合后接种至以秸秆为原料的厌氧反应器中,经过厌氧发酵后制备获得。

  3.根据权利要求1所述的方法,所述接种是以11~14gVS/L的量接种至CSTR反应器中。

  4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述木薯酒精废液的VS为10~15g/L。

  5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,按照阶段提升容积负荷的方式控制CSTR反应器运行。

  6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述阶段提升容积负荷是依次按照2、5、7、9、12、14kgCOD/(m3·d)的容积负荷进行运行。

  7.根据权利要求5或6所述的方法,其特征在于,所述阶段提升容积负荷是第0~7天以2kgCOD/(m3·d)运行,第8~61天以5kgCOD/(m3·d)运行,第62~80天以7kgCOD/(m3·d)运行,第81~120天以9kgCOD/(m3.d)运行,第121~149天以12kgCOD/(m3·d)运行,第122~178天以14kgCOD/(m3·d)运行。

  8.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,第0~22d控制反应温度为35℃,第22~40d将温度提升至45℃,第40d后升温至55℃。

  9.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述HRT和产气率按下式计算:y=0.552x2+0.743x;其中,y为y(t)/ym;y(t)为单位时间产气率,ym为最大产气率;x为水力停留时间HRT。

  10.按权利要求1-9所述方法运行的酒精废液处理设备。

  说明书

  一种高效纤维质降解菌群处理木薯酒精废液的方法

  技术领域

  本发明涉及一种高效纤维质降解菌群处理木薯酒精废液的方法,属于污水净化处理技术领域。

  背景技术

  木薯燃料乙醇在未来能源配置过程中将会发挥越来越重要的作用,成为可替代能源酒精乙醇生产的重要原材料。然而,木薯酒精生产企业在生产酒精过程中会从蒸馏发酵成熟醪后排出大量的酒精糟及设备的洗涤水,这是一类具有高含固率、高COD和低pH的难降解的工业有机废水。根据报道,一个中型木薯乙醇生产工厂所产生的污染总量相当于一个拥有500000人口聚集城区所排放的生活污水,因此木薯酒精生产过程中所产生的高浓度有机废液高效资源化处理一直是人们研究的重点和热点。

  虽然木薯酒精废液资源化处理研究已经取得一定的成果,但是仍然面临一些难题,例如木薯酒精废液中高纤维质类固形物的降解和转化,发酵过程中如何提高反应体系微生物固定化作用等。有研究者提出热稀硫酸预处理木薯废液,提高废液固形物中的降解性能,提高CH4产量,结果表明当预处理反应温度为57.84℃、2.99%H2SO4处理时间为20.15min时,可获得甲烷产率248mL/g VS,但是会产生大量的酸性物质造成严重的二次污染问题。当前,微生物固定方法大多采用吸附法和包埋法,但是对于高SS的木薯酒精废液,这两种方法并不合适。利用ASBR反应器在高温55℃条件下虽然能获得较高的TCOD去除率,但木薯酒精废液中的固形物降解效率偏低。

  发明内容

  针对现有技术存在的上述缺陷,本发明采用高效纤维质降解微生物作为全混式反应器内的接种物,对木薯酒精废液进行连续式厌氧处理,同时建立了动力学模型,提供了获得最佳反应体系的厌氧发酵过程的运行参数。

  本发明的第一个目的是提供一种高效纤维质降解菌群处理木薯酒精废液的方法,接种由牛瘤胃微生物和絮状厌氧污泥组成的高效纤维素降解菌群于木薯酒精废液中,进行连续式CSTR厌氧发酵产沼气。

  在本发明的一种实施方式中,所述高效纤维素降解菌群是牛瘤胃微生物与产甲烷菌以VS比为1:0.8~1.2的比例进行混合后的微生物。

  在本发明的一种实施方式中,所述高效纤维素降解菌群是VS比为1:1的牛瘤胃成分与絮状污泥在中温37℃的CSTR反应器中经过240d厌氧发酵后获得的中温复配污泥。

  在本发明的一种实施方式中,所述接种是以11~14gVS/L的量接种至CSTR反应器中。

  在本发明的一种实施方式中,所述高效纤维素降解菌群是将牛瘤胃中的瘤胃液与絮状污泥混合以VS比为1:1的比例进行混合后接种至以秸秆为原料的厌氧反应器中,在37℃下发酵240天后获得的污泥。

  在本发明的一种实施方式中,所述高效纤维质降解菌群体系来自卧式CSTR反应器中,经过长期稳定的秸秆干式厌氧发酵而获得,本实验接种46.2~49.4gVS此种菌群于反应罐中。

  在本发明的一种实施方式中,所述木薯酒精废液的VS为10~15g/L,木薯酒精废液通过蠕动泵连续进料,并进行全混连续搅拌,搅拌速度为3~8r/min。

  在本发明的一种实施方式中,向木薯酒精废液中添加碳酸氢钠,调节初始pH为7.3~7.4,反应过程中不调节pH。

  在本发明的一种实施方式中,所述木薯酒精废液的VS为11g/L,木薯酒精废液通过蠕动泵连续进料,并进行全混连续搅拌,搅拌速度为5r/min。通过添加碳酸氢钠固体物质,使得初始pH调节为7.3~7.4,反应过程中不调节pH。

  在本发明的一种实施方式中,所述CSTR厌氧反应器采用阶段提升容积负荷的方式运行,初始启动阶段温度维持在中温37℃,容积负荷维持在2-5kgCOD/(m3.d),稳定之后按照每10℃进行梯度递增升温,直至温度达到并维持55℃,容积负荷为14kgCOD/(m3.d)。

  在本发明的一种实施方式中,所述阶段提升容积负荷是依次按照2、5、7、9、12、14kgCOD/(m3.d)的容积负荷进行运行。

  在本发明的一种实施方式中,所述阶段提升容积负荷是第0~7天以2kgCOD/(m3.d)运行,第8~61天以5kgCOD/(m3.d)运行,第62~80天以7kgCOD/(m3.d)运行,第81~120天以9kgCOD/(m3.d)运行,第121~149天以12kgCOD/(m3.d)运行,第122~178天以14kgCOD/(m3.d)运行。

  在本发明的一种实施方式中,所述HRT和产气率按下式计算:

  y=0.552x2+0.743x;其中,y为y(t)/ym;y(t)为单位时间产气率,ym为最大产气率;x为水力停留时间HRT。

  本发明还提供按照所述方法设计并运行,以实现木薯酒精废液处理的设备。

  有益效果:以来自经过长期稳定的中温卧式CSTR秸秆干式厌氧发酵而得的高效纤维质降解菌群体系为接种污泥应用于木薯酒精废液的厌氧发酵处理,对粗纤维降解率达41.5%。通过采用阶段提升容积负荷的方式进行运行,提高CSTR反应器的处理负荷和效率,使TCOD去除率达到70%~75%。同时通过建立动力学模型,根据反应过程中所提供的相关参数,获得整个反应过程中的最佳运行参数。本发明的工艺简单,易于控制和操作,对提高木薯酒精废液的处理效率和能源回收率具有重要意义,且不会产生二次污染,因此,对高有机物质,高SS木薯酒精废液厌氧发酵体系,本发明具有良好的应用和研究前景。

相关推荐
项目深度追踪
数据独家提供
服务开通便捷 >