《含糖廢水顆粒污泥製備生物柴油的機制研究及方法開發》是依託北京師範大學，由李安婕擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：含糖廢水顆粒污泥製備生物柴油的機制研究及方法開發
- 依託單位：北京師範大學
- 項目負責人：李安婕
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
目前我國能源短缺和環境污染問題日益凸顯。生物柴油是由可再生油脂原料（如微生物油脂）合成得到的清潔能源，但目前生產成本較高，純菌發酵工藝控制嚴苛，急需尋找廉價、可規模收集的油脂資源，並採用高效易調控的生產工藝。我國含糖廢水排放量大，如能利用含糖廢水生產微生物油脂可兼顧廢水處理和綠色能源生產。本課題提出利用含糖廢水並採用顆粒污泥工藝生產微生物油脂戀習拳疊及其甲酯化產物（生物柴油）的能影煉放源化研究方向，擬深入研究含糖廢水顆粒污泥產油機制和方法。旨在通過考察運行參數、含糖廢水類型等因素對顆粒污泥產油的影響，闡明馴化培養產油顆粒污泥的機制以及鞏櫃關鍵因素，確立顆粒污泥生長特性、生物柴油性質以及含糖廢水處理效率之間的關係，建立利用含糖廢水培養產油顆粒污泥的方法，使顆粒污泥在處理含糖廢水同時產生物柴油，實現污水處理過程的資源回收，實現剩餘污泥資端鑽遙源化，為中國污水處理概念廠建設提供參考依據，推進中國城市污水處理高質量發展。
結題摘要
生物柴油是一種可再生、環境友好型能源，利用剩餘污泥製備生物柴油可同時實現廢物處理與綠色能源生產的目的，具有重要的現實意義。本課題採用顆粒污泥工藝處理含糖廢水的同時制兵譽仔備生物柴油，從製備方法、廢水類型、反應器運行條件探究了影響生物柴油產量的因素，同時開發了以剩餘污泥作為產油酵母營養源的生物柴油製備方法，為實現剩餘污泥資源化提供理論依據和技術指導。 研究重要結果如下，1）從顆粒污泥預處理和甲酯化反應體系的角度最佳化生物柴油製備方法，最後將生物柴油製備方法確立為：1 g 濕污泥，7.5 mL 5% 硫酸甲醇，10 mL 正己烷，在75 °C 下甲酯化反應7 h。2）含糖廢水生物處理墊烏放凳工藝的剩餘污泥油脂含量隨碳源濃度和溫度的提高而增加。污泥顆粒化並未產生影響生物油脂積累的生理代謝變化，但顆粒污泥沉降性能好，單位體積的生物柴油產量明顯優於活性污泥。培養產油顆粒污泥時，不同初始污泥濃度會導致顆粒污泥菌群結構差異院姜采，從而影響其油脂含量。縮短水力停留時間有利於提高有機負荷，從而提高了生物柴油產量，但其成分未發生較大變化。低曝氣量、高碳氮比值、充足磷源有利於顆粒污泥積累油脂，當序批式反應器中曝氣量、進水C:N、進水C:P分別為0.20 L/min、70:1 和36:1時，培養的顆粒污泥的油脂含量最高，微生物自身代謝途徑的調節和菌群結構的變化共同作用引起了生物柴油在產量和組分分布上的變化。3）不同預處理方法對剩餘污泥碳、氮、磷釋放量的影響差距顯著，酶水解法有利於污泥有機碳和磷的釋放，熱壓水解液中氮（特別是有機氮）的含量則較高，厭氧發酵有利於有機氮轉化為氨氮和有機碳的進一步釋放。利用經過不同預處理的剩餘污泥水解液培養美極梅奇酵母，由於不同預處理方法導致剩餘污泥水解液的碳源濃度以及組分存在差異，從而影響了後續酵母的代謝類型，使得製備的生物柴油在量和組成上均存在明顯差異，其中酶-厭氧的剩餘污泥預處理方法最有利於產油酵母積累油脂，通過序批式培養工藝則進一步促進酵母體內油脂的積累，從而提高生物柴油產量。
