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复合菌处理甘薯淀粉废水工艺研究

刘恒旭  
【摘要】:传统的甘薯淀粉生产工艺产生的淀粉废水含有溶解性淀粉、可溶性蛋白质、多糖、脂肪以及无机盐等多种无机和有机物质。排放出的废水pH值偏低,有机物浓度高,直接排放会造成水体和空气的严重污染。利用生物强化技术,本研究从甘薯淀粉废水中筛选得到耐酸菌株。以降低COD为主要目标,探讨了耐酸微生物对低pH甘薯淀粉加工废水生化处理的效率。具体研究内容和结果如下:(1)甘薯淀粉废水理化性质分析通过常规的水质分析方法分析甘薯淀粉废水的水质指标:COD 15000-20000mg/L、总氮70-80 mg/L、总磷40-50 mg/L、氨氮25-30 mg/L、pH 3.4-5.5;经沉淀后的淀粉废水,固体悬浮物浓度(SS)仍高达1300 mg/L以上,表明淀粉废水中含有较多的不可溶性杂质;总糖,蛋白质含量较高分别为0.63 mg/mL、4.68 mg/mL。因此,甘薯淀粉废水属于高浓度有机酸性废水。(2)耐酸菌的分离纯化及高效淀粉废水处理菌的筛选采用平板涂布法从甘薯淀粉废水中分离、纯化获得9株可培养菌株。经废水处理能力检测实验验证,在接种量为5%,室温,120 r/min处理条件下处理甘薯淀粉废水6 d,A、B、C和D 4种菌对淀粉废水COD的去除效率较好,COD去除率超过50%,其中,A菌COD去除率可达52.2%。通过生理生化实验及废水处理能力的检测实验,了解4株淀粉废水处理菌株的生理生化特性,其中A菌具备水解淀粉废水中可溶性淀粉,并利用葡萄糖的能力,且分解利用葡萄糖不会产生有机酸,降低废水pH值,最终选择A菌为处理淀粉废水的高效菌株。(3)菌A对淀粉废水的处理效果研究通过单因素实验,初步确定A菌的较佳处理条件为:温度为20℃、初始pH为3.0,接种量为1%,在20%装液量的锥形瓶中,摇床转速120 r/min。在此条件下A菌处理甘薯淀粉废水5 d,对COD、总氮和总磷去除率分别达到57.17%、34.09%、54.16%,可有效降低甘薯淀粉废水中的污染物质浓度。(4)复合菌用于淀粉废水处理的效果研究经菌种复配试验验证,处理温度为30℃、pH=4时,1:1接种比例,120 r/min处理条件下处理甘薯淀粉废水4 d,复合菌(A-B)对废水COD去除率最高,为72%,对淀粉加工废水中所含污染物的分解能力较强。选择(A-B)菌组合为处理淀粉废水的复合菌体系。复合菌(A-B)的较佳工艺条件为:菌龄24 h,处理温度为30℃、初始pH为4.0,接种比例为1:1,20%装液量,120 r/min,在此工艺条件下,复合菌(A-B)处理甘薯淀粉废水5 d的处理效率最高。对COD、氨氮和总磷去除率分别达到98.36%、68.37%、18.86%,达到更好的去除效果,可有效降低甘薯淀粉废水中的污染物质浓度。通过正交试验对复合菌(A-B)的处理条件进行优化,得到复合菌(A-B)的最佳处理组合为处理温度为33℃、初始pH为4.5,接种比例为1.5:1。


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