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蔗渣吸附糖蜜酵母浓缩废液制发酵饲料的研究

许伟  
【摘要】:糖蜜酵母废水主要来自酵母发酵液的分离废水和糖蜜预处理过程中产生的废水。它是一种高浓度有机废水,颜色为深棕褐色,其色素难以被微生物降解,耐光照和耐高温,颜色稳定;同时,这部分废水的生化特点是pH偏低、高COD、高BOD,生化处理技术难以将之处理达标排放。然而废水中含有丰富的氮、磷、钾、钙、铁等无机微量元素以及腐植酸、黄腐酸等有机物,可用来做肥料、饲料添加剂等,直接排放不仅浪费宝贵资源,而且造成严重的环境污染,破坏生态平衡。糖蜜酵母废水浓缩,是糖蜜酵母废水处理中应用较广的一种技术,但是其浓缩物作肥料易造成土壤板结等问题。在资源越来越缺乏的今天,如果能将浓缩液中的有价物质回收利用,生产较高价值的副产品,既可减轻酵母废水后续处理负荷,又具有更显著的社会效益和经济效益。本课题从资源化与污染治理相结合的角度出发,寻求开发更为合理的糖蜜酵母废水处理新工艺;利用蔗渣吸附脱除钾盐后的废水,进行多菌种混合固态发酵产粗饲料,为探索治理糖蜜酵母废水的新方法提供理论依据。本课题研究的主要内容及其成果归纳如下: 1.测定糖蜜酵母废水浓缩液中的主要组分含量,用凯氏定氮法测粗蛋白含量,硫酸灰法测总灰分,苯酚—硫酸法测残糖的含量等。经测定,糖蜜酵母废水浓缩液的pH值4.8,锤度53.1°Bx,含粗蛋白88mg·mL-1,总灰分285.24mg·mL-1,总糖359.89mg·mL-1,氨基氮7.01%,总固形物730.9mg·mL-1。这说明糖蜜酵母废水浓缩液中的粗蛋白、固形物、无机盐含量较高,具有较大的开发潜力。 2.研究了ZGC108型交换树脂在交换柱中除去糖蜜酵母废水K+的工艺条件,并用稀H2S04洗脱树脂上K+:以树脂交换糖蜜酵母废水中K+的穿透交换容量为指标,试验酵母废液水pH值、上样速度、废液温度和树脂填充高度等工艺参数;以树脂上交换的K+洗脱率(质量分数)为指标优化洗脱剂浓度、温度、流速等工艺参数。同时,对再生后树脂的吸附能力进行定量分析。在洗脱剂硫酸溶液的浓度为0.6mol·L-1、洗脱速度为3BV·h-1、洗脱剂温度35℃条件下,洗脱ZGC108型树脂中的K+,其洗脱率能达到99.5%。ZGC108型树脂的再生实验表明,3次再生后的树脂对糖蜜酵母废水中K+吸附率仍有74.68%,能较好的使用多次。 3.对蔗渣吸附脱K+糖蜜酵母废水产发酵饲料的工艺做了研究。以单一菌种进行了发酵蔗渣吸附糖蜜酵母废水的试验,经筛选菌株后,以绿色木霉(T-6)、黑曲霉(A-2)、产朊假丝酵母菌(C-2)和酿酒酵母(S-2)进行混合配比:绿色木霉T-6、黑曲霉A-2、产朊假丝酵母菌C-2的接种比例为2:2:3,甘蔗渣:豆粕=7:3,料废液比为1:4时,蔗渣吸附糖蜜酵母废水固态发酵后产物的粗蛋白含量为15.4%;通过正交优化条件选择试验,确定了蔗渣吸附糖蜜酵母废水固态发酵的最优发酵条件:温度为30℃、发酵时间为5d、菌种添加量为1%、氮源添加量为5%时,培养基中总蛋白含量能达到18.6%。最后,通过粉碎和蒸煮对培养基中干物料进行预处理,研究表明,经过30目筛分的干物料吸附糖蜜酵母废水制成培养基,高压蒸汽消毒1h,有利于菌体的生长及蛋白含量的增加。


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