纯菌种R3连续流厌氧发酵生物制氢

以连续流搅拌槽式反应器(CSTR)作为厌氧发酵生物制氢反应装置,并采用纯菌种R3为产氢菌株,对发酵法生物制氢反应系统的启动和运行进行了实验研究.结果表明,以糖蜜废水为发酵底物,在温度为(35±1)℃、水力停留时间为8h的条件下,反应器具有持续产氢能力,并在16d运行后达到稳定.此时COD平均去除率28%左右,氧化还原电位在-445mV～-420mV,产气量约6.6L/d,氢气体积分数59.4%,产氢效果显著.这表明R3是一株高效产氢菌株,可以应用于连续流制氢工艺.     

HABR与CSTR反应器乙醇型发酵产氢效能的比较研究

[目的]比较复合式厌氧折流板反应器（HABR）与连续流搅拌槽式反应器（CSTR）乙醇型发酵产氢的运行效果。[方法]以红糖为底物进行两种反应器的乙醇型发酵制氢,监测系统的产氢效能、产能效能、生物量以及COD去除率变化。接种污泥的生物量为15．21g／L,COD浓度分别为4000、6000、8000mg／L各运行30d,进水pH为7～8,水力停留时间为12h。[结果]HABR系统的产氢效能、产能效能、生物量以及COD去除率随COD的提高而上升,在COD为8000mg／L时分别达到了17．54mmol／（h·L）、45．13kJ／（h·L）、38．11g／L．42．87％。CSTR系统在COD为60130mg／L时效果最佳,产氢效能、产能效能、生物量以及COD去除率分别为13．26mmoV（h·L）、33．00kJ／（h·L）、19．91g／L、26．47％。随着COD的进一步提高,运行效果显著下降。[结论]HABR在高有机负荷的条件下乙醇型发酵产氢效果整体优于CSTR,更适用于工业生产。     

“CSTRH-UASBMet-Co”产氢产甲烷除碳新工艺的构建与运行

采用建立的"CSTRH-UASBMet"两相厌氧系统,以糖蜜废水为发酵底物,考察系统的产氢、产甲烷性能;为进一步去除有机物,同时建立好氧系统来处理两相厌氧系统出水;进水COD控制在4 000~10 000 mg/L。运行结果表明,CSTR产酸相最大产氢率为4.6m3/(m3·d),系统pH稳定在4.1~4.3;UASB产甲烷相最大产甲烷速率为10.5 m3/(m3·d),系统pH稳定在6.8~7.2。在最佳运行参数下,产氢反应体系经过混合酸型发酵、丁酸型发酵后,最终反应体系均达到稳定的乙醇型发酵。经好氧处理后,整个系统的COD去除率始终维持在95%以上。     

利用啤酒废水发酵产氢试验研究

以广西某啤酒厂废水为基质,有效体积10L的UASB为反应器,利用驯化后的污水厂脱水污泥为种泥进行发酵产氢。批式试验结果表明,温度和p H值对发酵产氢影响显著,产氢的最佳温度为37℃,最佳pH=5.5,最大产氢速率达到3.41m L/(L·h),产气中氢气的含量达到50.2%。连续流试验表明,在T=37℃、pH=5.5条件下,最佳HRT=8.0h,最大产氢速率达到3.29 m L/(L·h),最大氢含量达49.3%。     

棉花秸秆厌氧发酵制氢研究

为获得可再生清洁能源氢气,以棉花秸秆为发酵产氢底物,污水处理厂活性污泥为产氢菌源,通过厌氧发酵产生可再生能源氢气。主要研究发酵底物质量浓度、发酵初始pH、预处理盐酸和氢氧化钠的浓度对棉花秸秆产氢性能的影响,同时探讨棉花秸秆发酵产氢气的类型。结果表明:底物质量浓度为10g/L,初始发酵pH为7.0时,用0.4mol/L盐酸在90℃下浸泡棉花秸秆2h,底物发酵产氢潜势最高,其累积产氢量为76.78mL/g,最大平均产氢速率为4.79mL/(g·h),混合气中氢气摩尔分数达63.38%,棉花秸秆产氢类型为乙醇型发酵产氢。     

南极适冷菌Rheinheimera sp.97产抗菌活性物质发酵条件的优化

[目的]优化南极适冷菌Rheinheimera sp.97产抗菌活性物质的发酵条件。[方法]通过单因素和正交试验对南极适冷菌R.sp.97产抗菌活性物质的发酵培养基进行了优化,并通过单因素试验对其发酵条件进行了优化。[结果]菌株R.sp.97产抗菌活性物质的最佳培养基为：蛋白胨3.0g/L,硫酸铵1.0g/L,淀粉2.0g/L,NaCl15.0g/L;最佳发酵条件为：发酵培养基初始pH8,发酵温度10℃,摇瓶装液量30.0%（V/V）,接种量1.0%（V/V）。优化后菌株R.sp.97发酵液的抗菌活性较优化前提高了18.1%。[结论]为研究南极适冷菌R.sp.97的活性物质奠定了基础。     

南极适冷菌Rheinheimera sp.97产抗菌活性物质发酵条件的优化

[目的]优化南极适冷菌Rheinheimerasp．97产抗茵活性物质的发酵条件。[方法]通过单因素和正交试验对南极适冷茵R．sp．97产抗茵活性物质的发酵培养基进行了优化,并通过单因素试验对其发酵条件进行了优化。[结果]菌株R．sp．97产抗菌活性物质的最佳培养基为：蛋白胨3．Og／L,硫酸铵1．0g／L,淀粉2．0g／L,NaCl15．0g／L;最佳发酵条件为：发酵培养基初始pH8,发酵温度10℃,摇瓶装液量30．0％（V／V）,接种量1．0％（V／V）。优化后菌株R．sp．97发酵液的抗茵活性较优化前提高了22．2％。[结论]为研究南极适冷茵R．sp．9r7的活性物质奠定了基础。     

温度对固定化微生物发酵制氢的影响

研究了不同发酵温度对固定化微生物制氢的影响,结果表明:当发酵温度为35℃时,其最大累积产氢量为496mL,平均比产氢速率为15.8 mL/(h.g)。     

玉米秸秆发酵产氢条件优化及其产氢特性研究

在批式培养试验中,以牛粪堆肥为天然产氢菌源,以酸解玉米秸秆为底物,通过厌氧发酵生产氢气。利用二因素三水平设计正交实验,考察了初始pH值和初始底物浓度对酸解玉米秸秆发酵产氢的影响,并系统研究了其发酵产氢特性。在初始pH 6.0、底物浓度10g/L的产氢条件下,酸解秸秆的最大产氢量和最大产氢速率分别为265.5mL/(g·TS)和7.9mL/h。通过扫描电子显微镜(SEM)对秸秆形貌进行分析,发现稀酸水解作用可以破坏秸秆的微结构,在发酵产氢过程中混合微生物可直接降解纤维素产氢。     

活性污泥厌氧发酵有机废水产氢的影响因素研究

通过模拟废水发酵产氢的影响因素实验,得到的活性污泥厌氧发酵有机废水产氢的最佳条件为：初始底物蔗糖浓度6g／L、初始pH8．0左右、发酵温度35℃左右。在此最佳条件下,每克底物蔗糖能够取得的最大比产氢量为139．65mL。     

富马酸废水厌氧处理试验研究

[目的]探索厌氧生物法处理富马酸废水的可行性。[方法]先分阶段将原废水稀释至一定浓度,调节原水pH值,通过蠕动泵送入厌氧反应器进行生物处理,出水再循环至反应器,测定不同反应时间出水的化学需氧量和pH。[结果]在污泥驯化阶段,进水的化学需氧量浓度约为1564mg／L,经过约48h的连续运行,化学需氧量的去除率可达到约81％;在提高负荷和稳定运行阶段,进水的化学需氧量浓度约为10377mg／L,经过约32h的连续运行,化学需氧量的去除率可达到约60％,可见应用厌氧反应器对处理富马酸此类高浓度有机废水具有良好的作用。[结论]该研究为企业废水处理提供了科学依据。     

水解酸化-改良UASB最佳运行参数研究

研究水解酸化-改良UASB组合工艺处理玉米酒精废水的工艺参数,为酒精生产行业的废水处理工艺提供参考。以目前最具代表性的水解酸化-改良UASB组合工艺处理玉米酒精废水,确定其最佳运行参数。结果表明,单因素最佳条件为:水解酸化进水pH 5.5～7.0,进水量15 L/h,COD去除率可达45%,NH3-N浓度增大;当进水pH为6.0,改良UASB反应器水力停留时间24 h,改良UASB反应器上升流速0.4 m/h时,出水COD稳定在450 mg/L左右,平均去除率为81.82%,水解酸化-改良UASB对COD的平均去除率为87.52%,最高可以达到92.72%。总之,酒精生产行业的废水处理工艺采用该工艺参数出水水质好,利于后续单元处理。     

厌氧附着膜膨胀床工艺常温处理啤酒生产废水的中试研究

报道了总容积为18.5m~3的厌氧附着膜膨胀床反应器常温处理啤酒生产废水的中试研究结果。水力示踪表明,废水在反应器中的分布状况良好,实际水力停留时间(HRT)接近控制值,流态趋向于推流式。工艺运试表明,处理COD平均浓度为1082mg/L的啤酒生产废水,HRT为11.3h,容积COD负荷率达2.3kg/m~3·d,出水COD浓度达到低于150mg/L的国家排放标准。     

抗菌素半合成生产废水厌氧处理工艺及动力学研究

采用水解酸化工艺处理含有较多硫酸盐及青霉素、头孢霉素等无机、有机毒物的抗菌素半合成生产废水的可能性及其动力学机理进行了研究.结果表明:当进水CODCr浓度为5000～6000 mg/L,水解酸化池HRT为7 h,UASB的HRT为14 h时,COD容积负荷达到10.62 kg/(m3*d),COD去除率70%～80%,符合后续好氧处理的进水要求,反应机理符合有毒物抑制时的Monod方程修正式.其动力学常数vmax在0.1～0.3 d-1之间,Ki在2.3～3.0 mg/L之间.为抗菌素半合成生产废水处理的最优化设计和运行研究提供了参考依据.     

Vb生物膜反应器处理酵母废水的发酵特性研究

利用以炭纤维为载体的生物膜反应器处理酵母废水,通过逐步提高进料浓度的方式,对厌氧生物膜反应器处理高浓度有机废水的能力及反应器内微生物的多样性变化特征进行了探索。结果表明,当控制水力停留时间(HRT)为6d,进料COD浓度由启动时2 798mg/L分阶段提升至5 596和13 990mg/L的过程中,相应的沼气容积产气率分别为0.06、0.14和0.37L/(L·d),平均甲烷含量分别为57%、71%和74%,COD平均去除率分别为45%、64%和65%,反应器表现出了较强的抗有机负荷冲击能力。当进料COD浓度继续提高至22 980mg/L,对应COD容积负荷达4.7g/(L·d)时,COD去除率降至49%,但pH能维持在7.7,平均甲烷含量为66%,沼气容积产气率进一步上升到0.58L/(L·d)。可见,过高的进料容积负荷虽然提高了容积产气率,但会造成沼气转化效率的下降。高通量测序结果表明,随着有机负荷的增加和运行时间的延长,反应器内微生物菌群逐渐稳定并演化成了以甲烷螺菌属(Methanospirillum)、甲烷鬃菌属(Methanosaeta)、甲烷杆菌属(Methanobacterium)为古菌代表和以食酸菌属(Acidovorax)、芽孢八叠球菌属(Sporosarcina)为细菌代表的优势菌属构成的沼气微生物菌群,优势菌属占总微生物数量的比例为58%。启动初期和稳定期的沼液中古菌、细菌所占比例分别为69.23%、30.77%和66.86%、33.14%;产甲烷类菌株在古菌菌群中的比例从起始阶段的33.11%提升到稳定阶段的76.70%,氢营养型产甲烷菌成为古菌群落结构中占绝对优势地位的类群(由起始阶段的24.67%升高到稳定阶段的60.13%)。     

低pH值处理技术在树干毕赤酵母酒精连续发酵中的应用

[目的]解决连续发酵中杂菌污染的问题。[方法]树干毕赤酵母（Pichia stipitis）二级连续发酵戊糖己糖时采用低pH值处理技术来抑制杂菌。[结果]采用低pH值处理技术后,以15 g/L木糖和30 g/L葡萄糖混合物为发酵底物,发酵温度（35±1）℃,底物流加速度30 ml/h,二级连续发酵液中酒精平均浓度为15.22 g/L,还原糖利用为95.66%。该系统在连续发酵22 d的运行中从未发现染菌现象,发酵操作相当稳定。[结论]树干毕赤酵母对低pH值处理有良好的驯化适应性,pH值为2.40~3.60的处理条件对树干毕赤酵母完全可行。     

UASB反应器处理马铃薯加工废水的研究

利用上流式厌氧污泥床UASB反应器在中温条件下处理高浓度马铃薯加工废水。结果表明,当UASB反应器进水CODcr为30 000mg/L时,容积负荷可达到30 kg/（m3.d）,水力停留时间24 h,COD去除率可以达到85%以上,出水COD小于4 500 mg/L。     

高浓度乳化废水的破乳-氧化-吸附深度处理研究

[目的]寻求有效的高浓度乳化废液的深度处理方法。[方法]采用酸化盐析破乳-Fenton氧化-粉煤灰吸附3级工艺对实验室模拟高浓度乳化含油废水进行处理研究。[结果]模拟的高浓度乳化含油废水在初始pH值为3、末期pH值为10、H2O2与Fe^2＋的物质量投加浓度比为52：1、H2O2投加量50ml／L和Fenton试剂投加量500mg／L的条件下氧化2h后,COD去除率达85．0％;对氧化后的废水进行吸附实验表明,进水COD336mg／L,在粉煤灰投加量40g/L、pH值为10的条件下振荡吸附30min后,出水COD109mg／L,COD去除率达67．5％。[结论]使用这种工艺对实际的机械洗削废液进行处理,出水水质良好达国家排放标准（COD≤120mg／L,含油量≤10mg／L）。     

盐分对UASB处理吡虫啉有机废水的影响

[目的]探究吡虫啉有机废水的厌氧技术可行性。[方法]在20～25℃条件下利用5L自制的UASB反应器处理吡虫啉高盐有机废水,当吡虫啉有机废水COD浓度为4000—5000mg／L、容积负荷为4～5kgCOD／（m^3·d）时逐步提高吡虫啉废水中NaCl浓度,研究盐分对UASB处理吡虫啉有机废水的影响。[结果]当Cl^-浓度从2000mg／L增加到6000mg／L时,COD去除率从大于90％降到50％左右;当Cl^-浓度进一步提高到6500mg／L时,COD去除率急剧下降到20％以下。[结论]厌氧茵对吡虫啉有机废水盐分的耐受性具有一定程度。