基本信息
- 項目名稱：
- 利用好氧硝化反硝化技術處理氨基酸發(fā)酵廢水
- 小類：
- 能源化工
- 大類：
- 自然科學類學術論文
- 簡介：
- 針對現(xiàn)有生物法處理氨基酸中低濃度發(fā)酵廢水方法的不足，采用好氧同時硝化反硝化技術對氨基酸中低濃度發(fā)酵廢水處理進行了初步研究，定向構(gòu)建能在同一反應裝置內(nèi)同時進行生化/硝化/反硝化作用的高效微生物菌群，克服傳統(tǒng)廢水處理工藝需要將生化、硝化和反硝化工藝分開，脫氮效率較低，基建投資大、運行費用高等缺點。
- 詳細介紹：
- 氨基酸發(fā)酵廢水中含有豐富的蛋白質(zhì)、氨基酸、糖類和多種微量元素，具有高COD、高BOD、高菌體含量、高氨氮、高硫酸根、低pH的“五高一低”的特點，針對現(xiàn)有生物法處理氨基酸中低濃度發(fā)酵廢水方法的不足，本實驗采用好氧同時硝化反硝化技術（Aerobic Simultaneous Nitrification and Denitrification, ASND）對氨基酸中低濃度發(fā)酵廢水處理進行了初步研究，構(gòu)建能在同一反應裝置內(nèi)同時進行生化/硝化/反硝化作用的高效微生物菌群，克服傳統(tǒng)廢水處理工藝需要將生化、硝化和反硝化工藝分開，脫氮效率較低，基建投資大、運行費用高等缺點。本實驗中開展的好氧反硝化細菌篩選和好氧反硝化應用研究為好氧硝化反硝化技術處理氨基酸發(fā)酵廢水奠定了一定的基礎。以氨基酸廢水處理研究為基礎，進一步篩選更多適應不同環(huán)境的高效好氧反硝化菌，并深入開展好氧硝化反硝化技術的脫氧應用研究，可為處理其他不同來源、不同性質(zhì)的含氮廢水提供重要參考。
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作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 節(jié)能減排是我國關注的問題焦點。氨基酸工業(yè)是發(fā)酵工業(yè)的支柱產(chǎn)業(yè)之一，目前氨基酸工業(yè)亟待解決的問題是行業(yè)的環(huán)境污染問題。氨基酸廢水具有COD含量高，BOD/COD值較高，可生化性較好的特點，因此國內(nèi)外處理氨基酸廢水大多采用生物法作為主體工藝。但單獨采用厭氧生物法或好氧生物法的工藝處理效果并不理想。因此我們嘗試利用好氧硝化反硝化技術來處理氨基酸發(fā)酵廢水。
科學性、先進性及獨特之處
- 構(gòu)建可以同時進行生化/硝化/反硝化反應的新型環(huán)保高效好氧脫氮微生物菌群，在同一反應裝置內(nèi)同時進行生化/硝化/反硝化三個步驟反應，利用整個微生物菌種間的反應關系形成物質(zhì)間微循環(huán)的鏈式反應，讓COD作為生化/硝化/反硝化反應中必須的碳源進行利用和消除，克服處理高濃度氨氮廢水時硝化-反硝化速率慢以及硝化時碳源不足的缺陷。
應用價值和現(xiàn)實意義
- 利用好氧硝化反硝化技術處理氨基酸發(fā)酵廢水，能有效地克服厭氧生物法或好氧生物法處理廢水的缺點，有望為解決氨基酸發(fā)酵廢水處理速度慢、耗資大等難題提供新的思路。以氨基酸廢水處理研究為基礎，進一步篩選更多適應不同環(huán)境的高效好氧反硝化菌，并深入開展好氧硝化反硝化技術的脫氮應用研究，將為處理其他不同來源、不同性質(zhì)的含氮廢水提供重要參考。此法效率高，成本低，效果好，操作簡單，有良好的應用價值和巨大的市場潛力。
學術論文摘要
- 針對現(xiàn)有生物法處理氨基酸中低濃度發(fā)酵廢水方法的不足，本實驗采用好氧同時硝化反硝化技術對氨基酸中低濃度發(fā)酵廢水處理進行了初步研究，主要研究內(nèi)容和結(jié)果如下： 首先利用溴百里酚藍培養(yǎng)基從味精廠廢水處理系統(tǒng)的污泥中篩選出20株好氧反硝化菌。通過反硝化性能測定，選取其中反硝化性能最好的7株菌進行生理生化性質(zhì)鑒定。然后，通過添加篩選的好氧反硝化菌進行活性污泥的培養(yǎng)與馴化，逐步提高好氧反硝化菌在整個微生物群落中的比例，獲得富含好氧反硝化菌的活性污泥。最后將活性污泥投加到中低濃度的氨基酸發(fā)酵廢水中進行脫氮處理，重點考察溶氧、C/N比、pH和溫度等條件對廢水處理的影響。實驗結(jié)果表明溶氧量約在30%，pH在8 ，C/N比約為5，溫度約為35℃時，富含好氧反硝化菌的活性污泥處理廢水效果最佳。 本實驗中開展的好氧反硝化細菌篩選和好氧反硝化應用研究為好氧硝化反硝化技術處理氨基酸發(fā)酵廢水奠定了一定的基礎。以氨基酸廢水處理研究為基礎，進一步篩選更多適應不同環(huán)境的高效好氧反硝化菌，并深入開展好氧硝化反硝化技術的脫氧應用研究，可為處理其他不同來源、不同性質(zhì)的含氮廢水提供重要參考。
獲獎情況
- 無
鑒定結(jié)果
- 無
參考文獻
- 無
同類課題研究水平概述
- 傳統(tǒng)的生物脫氮過程包括三個步驟：氨化過程，污水中的含氮有機物（如蛋白質(zhì)、氨基酸、尿素等），在一般二級生化處理過程中被氧化分解轉(zhuǎn)化為NH4+-N；硝化過程，分別依次由兩組自養(yǎng)型硝化細菌——亞硝酸菌和硝酸菌把NH4+-N氧化為NO2--N和把NO2--N氧化為NO3--N；反硝化過程，反硝化菌將NO3--N經(jīng)NO2--N轉(zhuǎn)換N2。硝化細菌均是自養(yǎng)型細菌，有強烈的好氧性。而傳統(tǒng)的反硝化菌只能在缺氧的環(huán)境中發(fā)生反硝化作用。因此傳統(tǒng)氨基酸發(fā)酵廢水處理工藝需要將生化（氨化）、硝化（好氧）和反硝化（缺氧）分開，脫氮效率較低，反應進程較難控制，基建投資大、運行費用高。 對于中低濃度廢水則常采用生物處理方法，主要有以下幾個方法： 1. 厭氧生物處理法:厭氧生物法是指無分子氧條件下通過厭氧微生物(包括兼氧微生物)的作用，將廢水中的各種復雜的有機物分解為甲烷和二氧化碳等物質(zhì)的過程，同時把部分有機質(zhì)合成細菌胞體，通過氣、液、固分離，使廢水得到凈化的一種廢水處理方法。厭氧生物處理具有能耗低、能大幅度削減COD、具有較高容積負荷的潛力、產(chǎn)泥量少、可回收沼氣、抗沖擊負荷能力強等優(yōu)點。 2. 好氧生物處理法:好氧生物法是通過活性污泥中的微生物對廢水中可溶解有機物的吸附、吸收和徹底氧化分解作用而實現(xiàn)廢水的凈化。此方法使水質(zhì)水量變化適應性強，出水水質(zhì)好，不存在活性污泥膨脹等問題；且操作簡單，運行可靠，易于實現(xiàn)自動化。 3 .厭氧-好氧生物組合法:單獨采用厭氧生物法或好氧生物法處理有機廢水，往往不能達到國家排放標準，目前大多工廠都是通過組合其他處理技術或?qū)煞N生物法組合起來對有機廢水進行處理。研究表明對于處理NH3-N含量較低的發(fā)酵廢水具有較好的處理效果。但此工藝需要將缺氧區(qū)和好氧區(qū)分開，基建投資大、運行費用高。 4.生物處理方法:由于氨基酸廢水具有COD含量高，BOD/COD值較高，可生化性較好的特點，因此國內(nèi)外對氨基酸廢水的處理大多采用生物法作為主體工藝。另外，生物處理法在廢水處理的各個領域都有廣泛的應用，已經(jīng)積累了豐富的經(jīng)驗并發(fā)展得比較完善，且形式多樣、適應性強，是當今處理有機污染物最有效、最經(jīng)濟的途徑和方法。用于處理氨基酸廢水的生物法主要有厭氧生物處理和好氧生物處理兩大類。由于氨基酸廢水有機物含量很高，為了達到排放標準，通常先采用厭氧處理，排放前再用好氧處理。
