餐厨垃圾和剩余活性污泥厌氧共消化产酶性能和微生物群落结构研究

发布时间：2020-11-11 02:29

　　 随着全球经济不断发展和人口的持续增长,作为城市固体废弃物重要组成部分的餐厨垃圾和剩余活性污泥的数量也日益增加。餐厨垃圾和剩余活性污泥不经适当处理直接排放到环境中,容易造成环境污染。厌氧消化技术可以有效地回收其中的有机物,实现餐厨垃圾和剩余活性污泥的稳定化和减容化。本次实验采用餐厨垃圾和剩余活性污泥厌氧共消化的方法生产水解酶。然后将产生的酶液投入到污泥厌氧发酵系统中,验证酶液对污泥发酵的影响。实验运用简单的发酵装置,以人工模拟的餐厨垃圾和剩余活性污泥为生物质,通过调整厌氧消化的过程参数(温度、pH和餐厨垃圾和剩余活性污泥的质量比)来实现最优的产酶量。VSS变化量、溶解性COD、溶解性蛋白质、溶解性碳水化合物和酶活等指标,用来考察外加酶液对污泥厌氧水解的强化作用。通过过程中的水解酶活力大小,可指示餐厨垃圾和剩余活性污泥共消化产酶的可行性。同时,本实验使用第二代微生物DNA检测技术Ilumina测序法来监测整个过程中的微生物群落结构变化。酶活力大小和微生物群落结构研究可充分显示共消化产酶的可行性。结果显示,淀粉酶在温度37℃、初始pH 7和餐厨垃圾对剩余活性污泥质量比2:1条件下,达到最佳的酶活力。蛋白酶在温度50℃、初始pH 8和餐厨垃圾对剩余活性污泥质量比2:1的条件下,达到最佳的酶活力。淀粉酶和蛋白酶最大活力分别为10.02U/mL和19.25U/mL。含有最优淀粉酶活力的酶液投入到污泥后,有利于促进污泥的水解过程,大大提高厌氧消化效率。随着装置内营养物质成分的改变和发酵的进行,微生物群落发生不断变化。酶液生成阶段时微生物增殖最快。产淀粉酶的优势微生物菌群是乳酸菌属和梭状芽孢杆菌扇形菌属1,产蛋白酶的优势微生物菌群是嗜水汽单胞菌属。
【学位单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：X172;X70
【部分图文】：

工程硕士学位论文1.3.1 厌氧消化的原理及影响因素厌氧消化，是指厌氧或兼性厌氧菌在少氧或无氧的条件下将装置内的大分子有机物转化成小分子有机物的过程。微生物运用系统内的一部分有机物合成自身生长所需的营养物质，运用另一部分物质生成其它副产物如 SCFAs、酶、甲烷、二氧化碳、乙醇、硫化氢和氢气等物质。1.3 厌氧消化技术

- 21 - 3.1 温度对餐厨垃圾和剩余活性污泥共发酵产水解酶的影ffect of temperature on hydrolytic enzyme activity from the food waste and waste activated sludge 所示，每个反应器里酶液的活力都会经历一个先增高开始，所有温度下的淀粉酶活力和蛋白酶活力均小于酶活力迅速上升，淀粉酶在 36h 左右酶的活力达到最的活力达到最大值，随后淀粉酶的活力和蛋白酶的活是因为纯化学状态下的酶不稳定，会随时间的进行不活性污泥共发酵后，迅速进入到水解阶段。一部分餐和蛋白质和剩余活性污泥丰富的碳水化合物和蛋白质

- 23 -图 3.2 pH 对餐厨垃圾和剩余活性污泥厌氧发酵产酶的影响ect of pH on hydrolytic enzyme activity from co-fermentatioand waste activated sludge圾与剩余活性污泥质量比对产酶的影响者证明淀粉酶、蛋白酶和脂肪酶等其它酶的产生依赖因为体系内微生物需要适用不同的营养环境成长[42,5性受餐厨垃圾和剩余活性污泥共发酵的质量比影响。活性污泥单独消化时，几乎很少有蛋白酶和淀粉酶被独厌氧消化时，尽管餐厨垃圾中碳水化合物和蛋白质
【参考文献】

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本文编号：2878624