三步法處理丙酮-丁醇發(fā)酵廢水及回用研究.pdf

1、丁醇、丙酮是重要的平臺化合物和潛在的生物燃料，在石油資源日益枯竭、石油價格不斷上漲的背景下，利用可再生資源發(fā)酵法生產(chǎn)丙酮丁醇具有廣闊的發(fā)展前景，但丙酮丁醇(ABE)發(fā)酵會產(chǎn)生大量廢水，其總?cè)軇┊a(chǎn)量僅占發(fā)酵液體積的2％，每生產(chǎn)1噸溶劑至少產(chǎn)生50噸廢水，成為制約丙酮丁醇發(fā)酵產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要原因之一，因此研究開發(fā)丙酮丁醇發(fā)酵廢水的處理和回用技術(shù)，對促進丙酮丁醇發(fā)酵行業(yè)的健康發(fā)展具有現(xiàn)實意義。 本研究對丙酮—丁醇發(fā)酵廢水采用絮凝沉淀、

2、酵母菌發(fā)酵處理、活性炭吸附三步法處理技術(shù)，廢水化學(xué)耗氧量(CODcr)從23600mg/L降到276mg/L，CODcr去除率達98.8％，達到國家二類污染物三級排放標(biāo)準(zhǔn)。 絮凝沉淀以分子量(MW)≥1200萬的聚丙烯酰胺為絮凝劑，通過正交實驗確定最佳絮凝條件為：絮凝劑添加量120mg/L，廢水pH5.0，絮凝溫度35℃，250r/min攪拌10min，靜止絮凝50min。在此條件下，CODcr去除率達到44.0％。

3、 假絲酵母通過高濃度廢水耐受性馴化，發(fā)酵時間從48h減少到36h，發(fā)酵能力也有較大提高；采用二級種子培養(yǎng)，發(fā)酵時間再次縮短到28h。通過單因素分析和正交實驗，確定發(fā)酵條件為：接種量12.5％，發(fā)酵液pH5.0，裝液量50mL/250mL，發(fā)酵溫度37℃，搖床轉(zhuǎn)速180r/min，發(fā)酵時間28h。經(jīng)酵母發(fā)酵處理，廢水CODcr降為降為1652mg/L，同時可得到7.65g/L的飼料蛋白，實現(xiàn)了廢水資源化。 通過對粉狀活性炭和顆粒

4、狀活性炭吸附性能和經(jīng)濟可行性分析，發(fā)現(xiàn)使用顆粒狀活性碳柱處理最為經(jīng)濟有效。實驗表明，25g活性炭裝柱，徑高比1:5，廢水流速250mL/h，出水效果較好。 本研究還對不同處理程度的廢水回用到丙酮—丁醇發(fā)酵進行研究，結(jié)果表明，經(jīng)絮凝處理的廢水，10％回用比，可連續(xù)回用10次；經(jīng)假絲酵母發(fā)酵處理的廢水全回用一次；經(jīng)三步法綜合處理的廢水連續(xù)全回用4次，總?cè)軇┖投〈籍a(chǎn)量穩(wěn)定。采用三步法綜合處理再連續(xù)全回用的廢水處理工藝，污水排放量可以