酸性pH条件下氨基酸工艺冷凝水的厌氧降解特性研究

来源 :华南理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:louqiangdj
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
氨基酸发酵及产物浓缩、结晶等工艺过程中会产生大量的冷凝水,这些冷凝水中含有350-500mg/L的乙酸等低分子有机酸污染物,pH偏酸性(5.6-5.8)。产业界的普遍做法是将其直接混入糖化工序中进行回用或者进入循环水体系中回用。然而,如果这种低分子有机酸污染物得不到有效地去除,将会影响整个发酵工艺过程,降低水资源的重复利用率。所以,如何高效低成本地净化氨基酸工艺冷凝水已成为氨基酸发酵行业水资源再生利用的瓶颈问题。基于氨基酸工艺冷凝水的水质特点,本研究提出在酸性pH条件下建立厌氧体系来高效降解此类污染水,同时产生可资源化利用的甲烷气体。因此,本研究以氨基酸工艺冷凝水作为厌氧生物降解底物,分别进行了酸性pH条件下的生物甲烷势(Biochemical Methane Potential,BMP)测定试验、动态反应器启动运行特性、有机负荷冲击试验及反应器基质降解动力学的研究。并得到如下结论:(1)BMP试验表明:在初始pH值分别为中性和酸性的条件下,厌氧降解氨基酸冷凝水均可实现其污染物的大幅削减(反应时间分别为132h和156h),COD和乙酸的去除率分别达到96.4%和98.1%以上。氨基酸工艺冷凝水在厌氧降解过程对碱度有良好的自适应能力,即使在酸性pH条件下仍具有良好的产甲烷能力与活性,其产甲烷总量高于中性pH条件下的值,达到340mLCH4/gCOD,且最大比产甲烷速率μmax·CH4值为202.2mL CH4/gVSS·d,达到中性pH条件下的83.2%。(2)采用逐级降低进水pH值的方式可实现酸性进水pH条件下反应器的稳定运行。在HRT为6h的条件下,出水COD和乙酸去除率分别达到90%和95%以上,反应器pH维持在6.35左右。在UASB中可培养出良好的耐酸性污泥聚集体,其SMApH5.6值达到209.8CH4mL/(gVSS·d),甲烷产量和产率分别为1.9L/d和320mLCH4/gCOD,表明酸性进水条件下低分子有机酸(VFA)能及时转化为甲烷,这是维持反应器体系pH值稳定的主要原因。此外,随着反应器pH值的下降,污泥的辅酶F420浓度0.0016mmol/L上升至0.0046mol/L,表明该反应器氢营养型产甲烷活性显著上升,氢营养型产甲烷作用明显增强。(3)有机负荷冲击试验表明:经历逐级驯化形成的厌氧体系在HRT由24h降至4h过程中具有良好的抗水力负荷冲击能力,污染物去除效果良好,且反应器未出现丙酸积累及污泥流失的现象,生物量浓度始终保持稳定。而当HRT为2h时,由于微生物与基质接触时间过短,使得乙酸不能及时转化为甲烷,导致反应器pH值明显下降,其他厌氧指标均出现一定的恶化。(4)UASB厌氧降解基质的动力学模型拟合结果分析如下:Monod and Contois模型中动力学参数Y、Kd、umax、Ks和β值其分别为0.0222gVSS/gCOD、0.0053d-1、0.0327d-1、0.0412g/L和0.0104gCOD/gVSS。改良的Stover-Kincannon基质降解动力学模型拟合分析得到其对应的动力学参数Rmax值达24.0616gCOD/(L·d),说明酸性pH条件下UASB反应器具有较高的基质降解速率。综合分析评价三类常用的UASB厌氧降解基质动力学模型在本研究中的应用,可以得出Grau second-order和改良的Stover-Kincannon模型比Monod and Contois模型更适合模拟本研究中的基质降解过程,其R2达到0.99以上,且这两种模型在预测UASB处理性能方面的有效性更强。
其他文献
<正> 集合式电容器具有体积小、容量大、占地面积小、安装维护简单等优点,越来越得到广泛的应用。由于集合式电容器容量大,对电容器的内部故障如果不能及时发现,电容器在不断
会议
<正> 急慢性中耳炎,是耳鼻咽喉科常见的疾病。治疗方法虽多,但选择不当效果不佳,尤其是慢性化脓性中耳炎,常列为难治之症。在现代医学发展中,化学药品的保守疗法种类颇多,但
<正>【事件进展】韩进海运是韩国最大的航运企业,旗下拥有100余艘各类集装箱船舶,总运力达到62万标准箱,运力位列世界第8位。其母公司韩进集团是韩国排名前10位的财团公司,也
突然而至的疫情让今年少了年味儿的喜庆祥和,多了战火硝烟。面对疫情,我作为摄影记者没有选择退缩,而是选择和同事一起,勇往直前,冲锋在疫情防控前沿。1月24日(除夕)新冠肺炎
华东师大袁振国先生主持的大学排行榜专题研究报告《大学排行的风险》(山西教育出版社,2019年1月)终于发布了,虽然晚了点,但如此严肃的面孔、专业的姿态,还是很让人振奋.rn不
报纸
1月24日,大年三十,武汉疫情相关报道扑面而来。当天值班的我,心里一丝隐忧闪过,‘春节假期大概是要泡汤’,看了看微信里刚抢到的初三回家的高铁票,我吸了口凉气。很快,有关武
环境就是民生,青山就是美丽。在经过一段高速发展的历史时期后,愿7300万湖湘儿女以“还一湖清水、一片蓝天、一方净土”的坚强决心,齐心协力,正视问题,书写出新时代美丽中国锦绣图景上的美丽新湖南、壮丽好山河!  ——湖南省环境治理行业协会李佑明  湖南召开全省生态环境保护大会,规格空前,群情激荡:以持之以恒、久久为功的定力,以“功成不必在我、建功必须有我”的胸襟、境界和担当,奋力开创新时代湖南生态文明
<正> 最近,我参加浙江省国际商会市场管理考察团,应日本国际贸易促进协会的邀请,赴东京、静冈、大阪、京都四地,考察日本的批发市场和商品交易所。现将日本的商品交易所情况
<正>因为我是《梁祝》首演者,大家就知道了我的名字。大家都以为我在文艺单位,其实大学毕业我就留校当了老师,到现在已有56年教龄。1962年,我从上海音乐学院毕业。当时已是小
作为一名忠实的“习粉”,我多次阅读《习近平的七年知青岁月》,每一次阅读都带给我一种跨越时空、直击心灵的触动与震撼,一种发自内心、融入情感的崇敬与爱戴。  有一种信念不忘初心,习近平的知青岁月开启了理想最远大的航程。习近平指出青年坚定跟党走,就是初心。敞怀这个初心,青年习近平响应党的号召,在最美的年华开始了艰苦却又受益终生的磨难岁月,开启了“年龄最小、地方最苦、时间最长”的人生第一站。秉持这个初心,