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通过臭氧氧化增强酒精废液可生物降解性：面向沼气利用的废水资源化响应面方法
《Biodegradation》：Enhancing vinasse biodegradability through ozonation: a response surface approach toward biogas-oriented wastewater valorization
【字体： 大 中 小 】 时间：2026年09月11日 来源：Biodegradation 4.2
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摘要Vinasse（乙醇工业副产品）因其含有高浓度的难降解酚类化合物以及容易产生过量泡沫的特性，给厌氧消化带来了重大挑战，这些泡沫会破坏反应器的水力学稳定性。本研究提出了一种方法论透明的方法，用于对Vinasse进行厌氧消化前的预处理。虽然臭氧化和聚二甲基硅氧烷（PDMS）消
Vinasse（乙醇工业副产品）因其含有高浓度的难降解酚类化合物以及容易产生过量泡沫的特性，给厌氧消化带来了重大挑战，这些泡沫会破坏反应器的水力学稳定性。本研究提出了一种方法论透明的方法，用于对Vinasse进行厌氧消化前的预处理。虽然臭氧化和聚二甲基硅氧烷（PDMS）消泡剂各自都是成熟的技术，但将它们联合应用于处理高度难降解的农业工业废水需要精确控制。引入PDMS作为操作前提，以抑制严重起泡并物理防止反应器溢出。在保持物理稳定性的前提下，采用通过中心复合设计（CCD）的响应面方法（RSM）来数学优化关键化学过程变量——pH值、臭氧流量和接触时间——以在不抑制下游微生物活性的情况下对底物进行解毒。结果表明，臭氧化显著提高了生物降解性，最佳条件确定为pH 4.0、臭氧流量2.0 L/min和接触时间90分钟。在这些条件下，处理工艺对化学需氧量（COD）和酚类化合物实现了高去除效率，同时将碳氮比（C/N）降低至16.7，从而在最终营养元素调整以促进产甲烷之前改变了底物平衡。验证实验证实，经过操作稳定的臭氧化工艺将甲烷产率提高至0.22 L CH4/g COD，比未处理的Vinasse（0.16 L CH4/g COD）增加了37.5%。这些发现表明，将PDMS与臭氧化结合使用具有强大的实验室规模潜力，可以克服处理高强度农业工业废水固有的机械和化学障碍，值得进一步进行中试规模的工程研究。
Vinasse（乙醇工业副产品）因其含有高浓度的难降解酚类化合物以及容易产生过量泡沫的特性，给厌氧消化带来了重大挑战，这些泡沫会破坏反应器的水力学稳定性。本研究提出了一种方法论透明的方法，用于对Vinasse进行厌氧消化前的预处理。虽然臭氧化和聚二甲基硅氧烷（PDMS）消泡剂各自都是成熟的技术，但将它们联合应用于处理高度难降解的农业工业废水需要精确控制。引入PDMS作为操作前提，以抑制严重起泡并物理防止反应器溢出。在保持物理稳定性的前提下，采用通过中心复合设计（CCD）的响应面方法（RSM）来数学优化关键化学过程变量——pH值、臭氧流量和接触时间——以在不抑制下游微生物活性的情况下对底物进行解毒。结果表明，臭氧化显著提高了生物降解性，最佳条件确定为pH 4.0、臭氧流量2.0 L/min和接触时间90分钟。在这些条件下，处理工艺对化学需氧量（COD）和酚类化合物实现了高去除效率，同时将碳氮比（C/N）降低至16.7，从而在最终营养元素调整以促进产甲烷之前改变了底物平衡。验证实验证实，经过操作稳定的臭氧化工艺将甲烷产率提高至0.22 L CH4/g COD，比未处理的Vinasse（0.16 L CH4/g COD）增加了37.5%。这些发现表明，将PDMS与臭氧化结合使用具有强大的实验室规模潜力，可以克服处理高强度农业工业废水固有的机械和化学障碍，值得进一步进行中试规模的工程研究。
