造紙污泥發(fā)酵產(chǎn)乙醇的菌群馴化與過程優(yōu)化.pdf

1、造紙污泥是造紙企業(yè)在廢水處理過程中產(chǎn)生的一種固體廢棄物，簡(jiǎn)單的填埋、焚燒或不加任何處理直接排放容易對(duì)環(huán)境造成二次污染，也是一種資源浪費(fèi)。造紙污泥中含有大量的纖維物質(zhì)，可作為生物質(zhì)原料發(fā)酵生產(chǎn)燃料乙醇，具有較好的資源化利用價(jià)值。
　　 本文基于實(shí)現(xiàn)造紙污泥的資源化利用，優(yōu)化造紙污泥中纖維質(zhì)生物轉(zhuǎn)化乙醇工藝這一目的，進(jìn)行了發(fā)酵菌馴化、里氏木霉RUT C—30發(fā)酵產(chǎn)纖維素酶、混合菌同步糖化共發(fā)酵轉(zhuǎn)化燃料乙醇及戊糖、己糖共發(fā)酵過程的研究

2、實(shí)驗(yàn)。
　　 APMP造紙廢水經(jīng)生物活性污泥法處理產(chǎn)生的造紙污泥總纖維素含量達(dá)到47．9％。通過利用污泥酶解液梯度馴化法馴化發(fā)酵菌株，釀酒酵母與KO11的OD值由2．226和1．978分別增加到2．493和2．187，分別提高約12．0％和10．6％，較好的適應(yīng)了造紙污泥發(fā)酵的生長(zhǎng)環(huán)境，獲得了發(fā)酵的耐受菌株。
　　 以里氏木霉作為纖維素酶生產(chǎn)菌株，釀酒酵母和大腸桿菌KO11作為乙醇發(fā)酵菌進(jìn)行了同步糖化共發(fā)酵實(shí)驗(yàn)。通過單因

3、素和正交實(shí)驗(yàn)獲得了底物濃度為5％時(shí)的最佳發(fā)酵條件：發(fā)酵溫度38℃、纖維素酶用量20U/g底物、混合菌總接種量6％、釀酒酵母與大腸桿菌KO11配比為1：1(細(xì)胞干重初始濃度分別為1．0 g/L和0．33 g/L)。在此最佳工藝條件下，進(jìn)行乙醇混合菌發(fā)酵驗(yàn)證試驗(yàn)，乙醇產(chǎn)率可達(dá)0．115 g乙醇/g底物，發(fā)酵效率可達(dá)理論值的42．31％。通過單菌種發(fā)酵與混合菌發(fā)酵比較發(fā)現(xiàn)，混合菌發(fā)酵效果最好。
　　 通過紙層析法分析造紙污泥酶解液的單

4、糖組成實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，酶解液中含有較多的木糖和葡萄糖，另外，還含有少量的阿拉伯糖和甘露糖等。混合菌發(fā)酵葡萄糖和木糖的混合液實(shí)驗(yàn)表明，發(fā)酵過程中總還原糖利用率達(dá)到90．8％，葡萄糖利用率高于木糖利用率，且在發(fā)酵過程中菌種先利用葡萄糖發(fā)酵?；旌暇l(fā)酵造紙污泥酶解液實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：乙醇發(fā)酵集中在24h之內(nèi)，乙醇最高濃度為5．67g/L，糖醇轉(zhuǎn)化率達(dá)到理論值的63．06％。
　　 通過紅外光譜分析表明，造紙污泥酶解及發(fā)酵前后最顯著的變化是纖