利用酒精废醪液培养环境微生物的研究

来源 :昆明理工大学 | 被引量 : 3次 | 上传用户:crypt2074
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如何高附加值地有效利用营养丰富的酒精废醪液,一直都是酒精工业急需解决的问题。探究既降低微生物絮凝剂的培养成本又同时减少其提取成本的方法是微生物絮凝剂实现大规模工业生产所急需解决的问题。筛选出高效除臭菌株,提高生物除臭法的效率,并寻找廉价培养除臭菌株的方法,也一直都是生物除臭研究面临的问题。为解决这些问题,我们研究采用酒精废醪液作为培养基,培养自身具有絮凝特性的微生物絮凝剂产生菌和培养微生物除臭剂,充分利用酒精废醪液内富含的营养物质,生产出可以治理重金属废水的微生物絮凝剂及治理恶臭气体的微生物除臭剂。将本实验室保存的微生物絮凝剂产生菌ZJ-15进行酒精废醪液循环驯化,获得基本适应酒精废醪液培养的菌株ZJ-15。通过酒精废醪液培养优化实验,得微生物絮凝剂产生菌培养较佳培养条件:选择20倍稀释的酒精废醪液,pH值为6,温度为28℃,转速120rpm,接种量3%,液量为100ml/250mL,镁盐MgSO4·7H2O 0.5g/L,不添加氯化钙。在此较佳培养条件下,培养48h微生物絮凝剂产生菌菌液浓度可达6.78g/L,COD利用率为39.23%。通过微生物絮凝剂产品应用试验发现,微生物絮凝剂对重金属Pb、Cu、Cd具有较好的吸附絮凝效果,但对Zn的效果不佳。微生物絮凝剂对于目前难以处理的低浓度的重金属废水(如矿井涌水、某些选矿废水、矿坑水)具有显著地处理效果,该方法可简单廉价治理重金属污染,实现废水重金属的标排及减排。研究对微生物絮凝剂产品的吸附絮凝重金属机理进行了分析:对比较分析吸附絮凝前后微生物絮凝剂产品的SEM图像表明,微生物絮凝剂产品有很多的孔隙存在,吸附絮凝重金属后,未见微生物絮凝剂产品表面有孔隙存在,仅见其表面均被绒毛状晶体遮盖。XPS分析表明,吸附絮凝前后金属元素铅、锌、铜、镉的价态均未变化。FTIR分析表明,微生物絮凝剂产品吸附絮凝重金属主要有效成分可能是糖类与磷酸酯,主要基团可能包括羟基、酚羟基、磷酸基及羧基等。结合SEM、XPS及FTIR分析,我们推测微生物絮凝剂产品表面发生的螯合反应是其吸附絮凝重金属离子的主要吸附絮凝机理。实验通过活性污泥的初步驯化、分离、纯化及筛选,获得除臭能力较强的3株纯化菌株(CX-2、CX-15、CX-47),并对它们进行了酒精发酵液的循环驯化,得到了在酒精废醪液发酵性能较好的除臭混合菌。再通过酒精废醪液培养优化实验,得微生物絮凝剂产生菌培养较佳培养条件:选择40倍稀释的酒精废醪液,pH值为6,温度为30℃,转速为140rpm,接种量3%,液量为80ml/250mL,不添加硫酸镁和氯化钙。在此较佳培养条件下,培养48h微生物除臭剂产生菌菌液浓度可达11.65g/L,COD利用率为63.62%。研究经过细菌菌落形态与16SrDNA鉴定,确定CX-2和CX-15为2株恶臭假单胞菌,CX-47为1株枯草芽孢杆菌。本研究还对微生物除臭剂产品工程应用方面进行探索:一方面,通过集中式模拟恶臭治理试验,研究结果表明:将微生物除臭剂产品作为循环喷淋菌液运用于生物洗涤法除臭中,处理含H2S和NH3模拟复合恶臭的具有较好的处理效果。在气量1.0 m3/h,通气浓度H2S1.0 mg/m3、 NH30.8mg/m3,选择较佳的循环喷淋菌液量为20.0L/h(喷淋密度636.9L/m2·h),此时生物洗涤池对H2S的去除率和NH3的去除率分别为97.4%、92.1%。另一方面,通过无组织恶臭治理试验,研究结果表明,微生物除臭剂对生活垃圾产生的无组织恶臭具有明显的治理效果,且持续时间较长。喷淋微生物除臭剂1小时后,恶臭H2S和NH3浓度分别大幅度下降至0.008mg/m3、0.014 mg/m3,且持续保持低浓度。
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