高效纤维质降解菌处理木薯酒精废液及其厌氧发酵动力学分析

摘要：

为提高木薯酒精废液中固形物的降解效率,优化木薯酒精废液的厌氧发酵特性,采用高效纤维质降解菌群作为CSTR(continuous stirred tank reactor,连续搅拌反应器)接种污泥,通过逐级提高进料负荷,研究不同容积负荷下的厌氧消化性能及相应的酶活性变化,建立了厌氧发酵过程动力学模型.结果表明,在高温(55℃)条件下经长时间稳定运行,容积负荷为14 kg∕(m3?d)(以CODCr计)时,反应器出水ρ(TCOD)(TCOD为总化学需氧量,以CODCr计)和ρ(SCOD)(SCOD为溶解性化学需氧量,以CODCr计)分别为15367.6、10982.8 mg∕L,TCOD去除率达到70％～75％;φ(CH4)在48％左右,沼气产率为0.22 L∕g(以每g TCOD计);此外,木聚糖酶活性、纤维素酶活性在该条件下达到最大值,分别为42.1、30.2 U.脱氢酶活性在容积负荷为12 kg∕(m3?d)时达到最大值80.1 TFμg∕(h?mL).动力学模型研究表明,最大原料产气率(ym)为0.335 L∕g(以每g TCOD计),一级反应常数(k)为0.743 d-1,产气率为0.3 L∕g,通过该模型可以得到最佳HRT(hydraulic retention time,水力停留时间)为11.5 d,最佳容积负荷为4.6 kg∕(m3?d).研究显示,在高温高容积负荷条件下,CSTR能够稳定的处理木薯酒精废液,并且能够获得较高的纤维素和半纤维素酶活性.

关键词：厌氧发酵、高温、木薯酒精废液、酶活、动力学模型

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分类号：X703(一般性问题)

资助基金：国家科技支撑计划项目2014BAC25B01;国家自然科学基金项目51678279 Supported by National Science and Technology Support Program Project2014BAC25B01;National Natural Science Foundation of China51678279

在线出版日期：2018-01-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：161-169