基本信息
- 项目名称：
- 基于MUASB处理马铃薯深加工废液的试验研究
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 能源化工
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 本试验研究用改装UASB（MUASB）装置培养好养颗粒污泥（AGS），并运用于处理高浓度马铃薯深加工废液。通过显微成像系统观测MUASB培养的好养颗粒污泥污泥性状和共聚焦激光扫描显微镜（CLSM）观察成熟的颗粒污泥中胞外聚合物的分布，并检测高浓度的马铃薯深加工废液处理前、后的COD、氨氮、TP等数据。得出 MUASB反应器培养出AGS的性状及胞外聚合物分布和处理马铃薯深加工废液的去除效果。
- 详细介绍：
- 本项目通过试验研究改装UASB反应器中相应试验装置设备，去掉UASB中原有的三相分离器，增加曝气设备和其它外置装置，在试验研究中探寻驯化、培养好氧活性颗粒污泥的技术要求和条件，改装后的UASB（MUASB）可避免在厌氧污泥颗粒培养中时间过长的问题以及污水处理时过长的停留时间，并且可用于处理高浓度有机废水。 本试验将MUASB培养的AGS应用于处理马铃薯深加工废液，通过试验检测处理前、后马铃薯深加工废液的中高浓度污染物，如：COD、BOD、SS等指标数据，分析、对比数据，从而确定装置在处理马铃薯深加工废液的可行性、技术要求和效果，以达到改善马铃薯深加工废液处理的效率并形成MUASB反应器技术资料。 因MUASB在处理马铃薯废水曝气时，会出现大量的泡沫，本试验也研究处理马铃薯废液气泡的最佳消泡方法。以及在MUASB反应器中培养好氧颗粒污泥的影响条件和因素。为更详细地了解AGS的性状及组成，本试验采用motic BA300体式显微成像系统观测MUASB培养的好养颗粒污泥污泥性状和共聚焦激光扫描显微镜（CLSM）观察成熟的颗粒污泥中胞外聚合物的分布。对AGS的形成及处理污染物机理做进一步了解。
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作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 本作品在改进UASB（MUASB）装置中快速培养出好氧颗粒污泥（AGS），并用于处理高浓度马铃薯深加工废液。通过体式显微成像系统观测MUASB培养的好氧颗粒污泥性状和共聚焦激光扫描显微镜观察成熟的颗粒污泥中胞外聚合物的分布，并检测高浓度废液处理前、后的COD、氨氮、TP等数据，得出MUASB反应器在处理马铃薯深加工废液的可行性、技术要求和去除效果，以达到提高马铃薯深加工废液处理技术的目的。
科学性、先进性及独特之处
- 本论文优化和完善了MUASB快速培养好养颗粒污泥的方法，并且首次运用在处理高浓度马铃薯深加工废液中。在试验研究过程中通过共聚焦激光扫描显微镜（CLSM）观察到成熟的颗粒污泥中的球菌、丝状菌、α多糖、β多糖和无生命的细胞分布。并在处理马铃薯废液达到很好的去处效果，从而形成MUASB快速培养好养颗粒污泥的参数和处理高浓度马铃薯深加工废液的相关试验数据，为以后工程中的应用提供了理论基础。
应用价值和现实意义
- 马铃薯深加工是我国西部地区一项重大产业，其深加工产生的废液如处理不达排排放，将对环境构成较大污染。本作品通过试验研究，利用MUASB反应器培养好氧颗粒污泥用于高浓度污染物的马铃薯深加工废液，并积累了AGS培养的数据。这为实际中的推广和工程应用提供了试验基础和科学依据。
学术论文摘要
- 本试验研究了在改装UASB（MUASB）装置中培养好氧颗粒污泥及其处理生活污水和高浓度的马铃薯深加工废液的效果。试验结果表明：可以在4天的时间里快速培养出好氧颗粒污泥。成熟的颗粒污泥的平均直径达2mm。在马铃薯深加工废液平均COD、氨氮、TP浓度为12817.16mg/L、106.10mg/L、26.37mg/L时，处理效果超过64%、63%和67%，结果表明传统的UASB可以改装成MUASB用于培养好氧颗粒污泥并可用于马铃薯深加工废液的处理。通过利用共聚焦激光扫描显微镜观测颗粒污泥，虽然球菌主要形成了一个相对凝结的区域，但是在颗粒污泥的边缘区域出现有许多丝状菌。α多糖主要分布在颗粒的核心。在颗粒中发现少量的β多糖和无生命的细胞。
获奖情况
- 无
鉴定结果
- 无
参考文献
- [1]康平,宋龙娟,陈金发.好氧颗粒污泥的研究进展[J].内江师范学院学报,2009,24(8):65-69 [2]Adav, S.S., Chang, C.H., Lee, D.J. Hydraulic characteristics of aerobic granules using size exclusion chromatography. Biotech. Bioeng., Vol. 99, 2008, 791–780 [3][20]Kishida, N, Tsuneda, S, Sakakibara, Y., Kim, J.H., Sudo, R. Real-time control strategy for simultaneous nitrogen and phosphorus removal using aerobic granular sludge[J]. Water Sci. Technol., Vol.58,2008,45–450 [4]杨劲峰,继红.铃薯淀粉废水处理技术研究[J].粮食流通技术.2009(03)：30—32 [5]张万明,陈开陆,黄娟等.马铃薯深加工工艺废液化学絮凝研究[J].光谱实验室,2009,26(6):1490-1495 [6]Figueroa M,Mosquera Corral A,Campos J L,et a1.Treatment of saline wastewater in SBR aerobic granular reactors[J].Water Science& Technology-WST,2008,58(2):479—485 [7]Hu, H.Y., Zhou, G.M. Quick start-up of Upflow Anaerobic Sludge Blanket(UASB) Reactor in treating landfill leachate. Industrial Water&Wastewater,Vol. 33, 2002,29–31 [8]杜新贞,薛林科,等.混凝沉淀一泡沫分离一吸附工艺处理马铃薯淀粉废水的实验研究[J].2009, 45(5):88-91
同类课题研究水平概述
- 马铃薯深加工废液是以马铃薯为原料生产淀粉的生产过程中产生的废水, 该废水为高浓度酸性有机废水，主要是溶解性的淀粉和少量蛋白质，一般没有毒性，但COD很高，通常为10000～30000mg/L，SS为15000mg/L。如将直接排放到环境水体中，不仅对环境造成严重危害，也造成水资源的浪费。针对淀粉工业废水的特点，人们都在力求研究出一种快速、高效、低能耗的淀粉废水处理方法。 近年来，国内外处理马铃薯深加工废液主要方法有：物理化学法和生物法。物化方法以絮凝沉淀为主。郑圣坤、莫日根、韩东等先后采用不同的混凝剂对该废水进行了研究。生物处理法包括了厌氧处理和好氧处理法。近年来，厌氧发酵法处理淀粉废水主要有升流式厌氧污泥床(UASB)、厌氧流化床(AFB)、厌氧接触法(ACP)、两相厌氧消化法(TPAD)和厌氧滤池(AF)等。与厌氧法相比，传统的好氧生物法在处理淀粉加工废水方面有许多不足之处，例如需要充氧、动力消耗大、无能量回收、微生物所需营养多和污泥量大等适合处理低浓度的有机废水。而淀粉废水的COD一般较大，所以在淀粉废水的处理中单独应用的较少，主要是接触氧化法、生物氧化塘法和SBR法。由于淀粉废液的有机物浓度很高，所以在处理中很少使用单一处理方法，一般是将多种处理方法结合使用，使各种方法的优缺点相互补充，以提高效率。尽管我国在淀粉废水处理技术方面的研究已经取得了很大的进展，但由于大多处理工艺的基建费用、运行管理成本偏高或者不符合马铃薯淀粉生产的具体情况，因此阻碍了诸多新技术的推广和应用。对于马铃薯淀粉废水处理目前主要采用生物法处理，其中厌氧与好氧相结合的工艺占重要地位，但是目前该类工艺投资额大，小型生产企业难以承受。 好氧颗粒污泥（Aerobic Granular Sludge, AGS）是通过微生物自凝聚作用形成的颗粒活性污泥与普通活性污泥相比，它具有不易发生污泥膨胀，抗冲击能力强，能承受高有机负荷，集不同性质微生物(好氧,兼氧和厌氧微生物)于一体等特点。近年的研究成果表明AGS能用于处理高浓度有机废水,高含盐度废水及许多工业废水。相对于常规的好氧污水处理系统，存在以下优点：规则，密实、坚固的微生物结构，良好的沉降性能，较高的微生物量，以及对有机负荷冲击的强应变能力等，AGS已成功地运用于处理高浓度有机废水。
