生物質氣化洗焦廢水的微生物降解研究以及生物質稀酸水解液的乙醇發(fā)酵研究.pdf

1、目前國內外對生物質氣化洗焦廢水的微生物處理鮮有報道，尚無成熟的工程治理技術和完善的處理工藝。利用理化和生物處理相結合的方法，可提高生物質氣化洗焦廢水COD的降解效率。 該研究首先進行了生物質氣化洗焦廢水和焦油可否被微生物降解的嘗試。結果證明，微生物具有降解生物質氣化洗焦廢水和焦油COD的能力，但降解速度較慢，一般需4-6d，且底物濃度很低。在證明微生物可降解生物質氣化洗焦廢水和焦油COD后，為了提高底物濃度和降解速度，對降解生物

2、質氣化洗焦廢水的微生物進行篩選，篩選實驗證明，單一菌種對生物質氣化洗焦廢水COD的降解速度和降解率低于混合菌種。最后，為了進一步提高處理效率，選用實驗室保藏的兩株菌，Pseudomonas sp1和Pseudomonas sp2為接種物對生物質氣化洗焦廢水進行處理，了解該兩種菌降解該廢水COD的特性。實驗結果證明，兩株菌的混合使用可提高處理效率，并用包埋法、生物膜法和顆?；钚蕴糠▽υ搩芍昃攘炕旌辖臃N進行細胞固定化，研究固定化細胞處理生

3、物質氣化洗焦廢水的特性。結果證明，顆?；钚蕴抗潭ɑ毎傻玫礁叩腃OD去除率和短的水力停留時間。同時對芳香族化合物也有較高的去除效果。該文也在實驗室條件下，對SBR系統(tǒng)微生物去除生物質氣化洗焦廢水NH<,3>-N特性進行研究。 在以木質纖維素為原料生產乙醇的研究開發(fā)領域中，稀酸水解被認為是最容易實現(xiàn)商業(yè)化生產的工藝，國內外在該領域進行了大量和深入的研究，但到目前為止，國內外在用稀酸水解木質纖維素生產燃料乙醇方面還存在著一些問題未

4、能解決，主要集中在兩個方面：一是木質纖維素水解得到高濃度的糖和較低濃度發(fā)酵抑制劑的水解糖液，此屬于化工問題，在本研究中不進行探討；二是水解糖液的高效乙醇發(fā)酵的微生物學問題。在微生物學問題中，主要是高效利用葡萄糖和木糖產乙醇的菌種，特別是高效代謝木糖成乙醇的菌種顯得特別重要，因木糖是半纖維素的主要水解產物，而半纖維素是木質纖維素的主要組成成分之一，因此，在以木質纖維素為原料的乙醇商業(yè)化生產中，充分利用木糖產乙醇非常重要，木糖的充分利用，可

5、降低乙醇生產成本25﹪。在微生物學問題中，另一主要問題是要獲得耐/分解發(fā)酵抑制劑的微生物菌種，因為在木質纖維素稀酸水解過程中，除產生單糖如葡萄糖、木糖、半乳糖、阿拉伯糖、甘露糖外，還同時產生糠醛、羥甲基糠醛、乙酸和酚類化合物等毒性物質，統(tǒng)稱為發(fā)酵抑制劑，它們嚴重的影響著微生物的生長和發(fā)酵。因此，獲得耐/分解發(fā)酵抑制劑的乙醇發(fā)酵菌種是目前國內外研究的熱點問題。在以木質纖維素為原料生產燃料乙醇過程中，上述兩個微生物學問題是提高乙醇發(fā)酵速率和

6、降低成本的瓶頸。 本實驗首先通過乙醇耐受實驗、木糖發(fā)酵實驗以及水解液發(fā)酵實驗對21株菌種進行了篩選。從中篩選到釀酒酵母、嗜鞣管囊酵母和重組大腸桿菌作為供試菌種。將釀酒酵母分別與嗜鞣管囊酵母和重組大腸桿菌組合，得到了兩組混合菌種。經(jīng)過馴化，用馴化后的混合菌種進行了木質纖維素稀酸水解液的乙醇發(fā)酵?？疾斓陌l(fā)酵形式包括批式發(fā)酵、補料批式發(fā)酵和間隔補料批式發(fā)酵，均取得了很好的結果。并用發(fā)酵罐進行了補料批式發(fā)酵，探討了該種發(fā)酵形式大規(guī)模應用