由于微生物油脂具有生产周期短、易规模化生产且不受季节和场地影响的特点,被看作能够用于生物柴油生产的最具发展潜力的可再生原料。但是以葡萄糖等为原料生产微生物油脂的成本太高,因此限制了微生物油脂的发展与推广。利用纤维素乙醇废水为原料培养粘红酵母生产微生物油脂不仅能够降低油脂的生产成本,还能够对高浓度有机废水起到处理目的,具有很好的经济效益和环境效益。首先,针对纤维素乙醇废水成分复杂,有机物含量多的特点,建立了一套废水有机组分定性定量的分析方法。结果显示纤维素乙醇废水中有机碳源含量非常丰富,主要以有机酸和糖类物质为主,分别占废水总COD的47.27%、18.21%。粘红酵母理论上可以利用这些有机碳源进行产油发酵。同时废水中还含有糠醛、糠醇、HMF等能够抑制粘红酵母产油代谢的抑制物。然后对利用纤维素乙醇废水生产微生物油脂工艺条件进行了优化。在最优发酵条件(原始废水/纯水=1:2,v/v,补糖量40 g/L)下,粘红酵母在废水培养基中最大油脂产量达到了 2.08 g/L。同时,粘红酵母能够吸收利用纤维素乙醇废水中的有机物质,对纤维素乙醇废水起到了良好的处理效果,废水的COD、NH4+-N、TN、TP去除率分别为 83.15%、85.49%、70.52%、67.46%。接着进一步研究了废水中的不同组分对粘红酵母产油发酵的影响。研究表明,废水中的四种有机酸组分对粘红酵母的生长和油脂积累起到了明显的促进作用;而三种抑制物组分明显抑制了菌体细胞的生长和油脂积累;有机酸和抑制物均会促进酵母细胞积累更多的油酸。同时发现低浓度(<6 g/L)乙酸能够促进粘红酵母的生长和油脂积累;而乳酸对粘红酵母的促进作用主要表现在菌体生长方面。乙酸和乳酸均能够作为碳源被粘红酵母吸收利用,但是菌体对乙酸的吸收利用能力大于乳酸。最后采用厌氧-好氧组合工艺对粘红酵母发酵后纤维素乙醇废水进行了深度处理和回用研究。结果表明,厌氧-好氧生物法对废水(经粘红酵母处理后)起到良好的深度处理效果,COD去除率达到了 67.55%,出水COD降低到3000 mg/L左右;NH4+-N、TN、TP去除率分别为94.17%、48.89%、90.16%。回水利用过程中,回水不仅不会降低微生物的油脂产量,相反还会促进菌体的生产和油脂积累。