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糖蜜酒精废液生物脱硫及制生物燃气研究

糖蜜酒精废液生物脱硫及制生物燃气研究

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作者：牛耿桂林理工大学

学位级别：硕士

糖蜜酒精废液作为制糖工业在生产酒精工艺中排放的高浓度有机废水,可以通过厌氧生物处理制备生物燃气,实现资源化利用,但是其中的高硫酸盐含量,极大地制约了该废液厌氧生物处理过程。本文通过Fenton法、改性蔗渣灰吸附预处理糖蜜酒精废... 详细信息

糖蜜酒精废液作为制糖工业在生产酒精工艺中排放的高浓度有机废水,可以通过厌氧生物处理制备生物燃气,实现资源化利用,但是其中的高硫酸盐含量,极大地制约了该废液厌氧生物处理过程。本文通过Fenton法、改性蔗渣灰吸附预处理糖蜜酒精废液中的高浓度硫酸根和色素物质、改性蔗渣灰固定化硫酸盐还原菌去除硫酸根离子的条件进行优化,并对投加Fe厌氧与微氧厌氧两种厌氧处理糖蜜酒精废液的效果及其微生物群落结构进行对比研究。主要结论如下:当糖蜜酒精废液稀释100倍,采用Fenton法预处理的最佳条件为:每50mL糖蜜酒精废液pH 2.5,HO用量2.0mL,Fe用量1.8mL,反应时间90min,反应温度为30℃,此时色度和COD的去除率分别达到92.31%和78.55%。采用改性蔗渣灰处理Fenton法预处理后的废水,其优化条件为:改性蔗渣焚烧灰投加量为3g/50mL,反应时间60min,反应温度45℃,pH 1.88(Fenton后的pH),此时,色度、COD和SO的去除率分别为47.46%、14.68%和73.51%。采用改性蔗渣灰固定化硫酸盐还原菌去除经Fenton法预处理的糖蜜酒精废液中的色度、COD和SO的优化条件为:反应温度为40℃,pH为7,固定化剂加量为20g,此时糖蜜酒精废液中的色度、COD和SO的去除率分别达到49.19%、81.72%和70.75%。通过投加Fe、微氧2种厌氧处理糖蜜酒精废液进行对照试验,结果表明2种厌氧处理方法均可提高糖蜜酒精废液的厌氧处理效果,投加Fe的厌氧反应,对糖蜜酒精废液中的色度、COD和SO的去除率分别达到27.42%、62.37%和87.53%;微氧厌氧反应对糖蜜酒精废液中的色度、COD和SO的去除率分别为29.84%、64.95%和80.22%。产气率方面:纯厌氧过程最高为250L/(kgCOD),投加Fe的投加Fe的厌氧为110 L/(kgCOD)左右,微氧厌氧为90 L/(kgCOD)左右。通过对不同厌氧过程生物多样性的分析,发现厌氧反应器中Desulfovibrio(脱硫弧菌属)和Thiobacillus(硫杆菌属)均对糖蜜酒精废水中SO的去除有重要作用;而Methanolinea(甲烷绳菌属),Methanospirillum(甲烷螺菌属);Methanobrevibacter(甲烷短杆菌属)和Methanosphaera(甲烷球形菌属)则对厌氧产生物燃气的有重要作用。

关键词：糖蜜酒精废液改性蔗渣灰脱硫脱色 CODCr 16S高通量测序

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