Co、Ni元素对工业废水混合厌氧发酵性能影响
发布时间：2021-10-06 22:45
以制药废水和味精废液混合废水作为发酵底物,着重考察Co、Ni元素对厌氧发酵系统运行性能的影响.运行数据表明,在混合废水C/N比为26.5下,厌氧发酵性能较制药废水和味精废液单独发酵可有效提高.当添加Co、Ni元素时,系统日甲烷产量、累积甲烷产量、比甲烷产量和COD去除率较混合废水组均得到有效提高.对于添加Co元素的实验组,当Co2+质量浓度为0.5 mg·L-1时,日甲烷产量、累积甲烷产量、产甲烷比率和COD去除率均达到最大值,分别为（1058±33）mL·d-1、43 645 mL、（356.7±2.6）mL·g-1COD和（87.6±3.5）%.对于添加Ni元素的实验组,当Ni2+质量浓度为1.0 mg·L-1时,日甲烷产量、累积甲烷产量、产甲烷比率和COD去除率均达到最大值,分别为（1450±19）mL·d-1、55 975 mL、（423±2.9）mL·g-1COD和（89.7±3.5）%.
【文章来源】：哈尔滨商业大学学报(自然科学版). 2020,36(04)
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
Co2+质量浓度对系统日甲烷产量的影响
图2为Ni2+质量浓度对系统日甲烷产量和累积甲烷产量变化的影响．从图2中可以看出，Ni2+对厌氧发酵系统的影响程度高于Co2+对系统的影响程度．当Ni2+质量浓度为0.5 mg·L-1和1 mg·L-1时，系统于第2天就开始有甲烷产生，甲烷产量分别为389 mL和417 mL．系统最终甲烷产量分别稳定在（1 255±33)mL·d-1和（1 450±19)mL·d-1，较混合废水组分别提高了49.5%和72.2%，提高幅度高于Co2+实验组，这表明在同等质量浓度下，Ni2+对系统甲烷产量的促进作用比Co2+明显．当Ni2+质量浓度提高到2 mg·L-1时，系统于第10天才开始产甲烷，延滞期长于混合废水组，最终甲烷产量为（846±23)mL·d-1，略高于混合废水组的（842±26)mL·d-1，这表明过量的Ni微量元素对厌氧微生物生长代谢促进作用不明显，甲烷产量提高缓慢．各组累积甲烷产量分别为50 191 mL(Ni2+0.5 mg·L-1）、55 975 mL(Ni2+1.0 mg·L-1）和27377 mL(Ni2+2.0 mg·L-1）．从表2中可以看出，当Ni2+质量浓度为1 mg·L-1时，系统产甲烷比率和COD去除率在各组系统中最高，分别为（423±2.9)mL·g-1COD和（89.7±3.5)%,VFAs质量浓度最低，为98 mg·L-1.2.3 产甲烷菌群动态分析
图3为不同实验组厌氧发酵末期产甲烷菌群动态分析．从图3中可以看出，在所有的厌氧发酵组中，Methanosarcina ballica均为主要代谢菌群，在产甲烷过程中起主要代谢作用．混合废水组（未添加微量元素）中Methanosarcina ballica菌群占比为55.6%，当添加Ni质量浓度为0.5 mg·L-1和1.0mg·L-1时，Methanosarcina ballica菌群占比分别上升至68.8%和70.6%，这表明Ni微量元素的添加有利于促进Methanosarcina ballica菌群的富集．但当Ni质量浓度为2.0 mg·L-1时，Methanosarcina ballica菌群却下降至45.2%，这是因为过高的N质量浓度对Methanosarcina ballica的增殖代谢产生了抑制作用，而Methanogenium boonei菌群占比由10.5%上升至19.9%，但Methanogenium boonei菌群被报道在厌氧发酵产甲烷过程中起次要作用[15]，这也是系统甲烷产量下降的原因．当系统添加Co微量元素时，当质量浓度为0.5 mg·L-1时，Methanosarcina ballica菌群占比较混合废水组略有下降，由55.6%下降至51.2%，但甲烷产量的升高主要是由于Methanolobus psychrophilus R15菌群占比升高所致（由15.0%升高至20.7%),Methanolobus psychrophilus R15被证明是厌氧发酵产甲烷过程的另外一种重要菌群．当Co质量浓度为1.0 mg·L-1时，Methanosarcina ballica菌群占比上升至65.7%，系统产甲烷增强，但Co质量浓度提高至2.0 mg·L-1时，Co质量浓度对Methanosarcina ballica菌群的增殖代谢产生了负面影响，占比下降至55.2%，跟混合废水组的占比基本相同，Methanogenium boonei菌群占比由10.5%上升至13.7%，这也是该厌氧发酵组产甲烷量略高于混合废水组的主要原因．3 结论
【参考文献】：
期刊论文
[1]气浮+UASB+A/0+芬顿工艺处理中药制药废水[J]. 孙杰,王顺,陈宇. 中国给水排水. 2017(24)
[2]碱处理玉米秸秆与超声预处理污泥混合厌氧消化效果研究[J]. 杨朝勇,王琨,赵庆良. 环境科学与管理. 2017(10)
[3]超声-Fenton法处理甲硝唑制药废水的研究[J]. 马佳,苏荣军,梁爽,代安福,刘琳. 哈尔滨商业大学学报(自然科学版). 2017(03)
[4]造纸污泥与味精废液联合厌氧消化产甲烷性能研究[J]. 林云琴,王德汉,王钍汀,吴少全,林钊洪. 环境科学学报. 2010(08)
本文编号：3420883
【文章来源】：哈尔滨商业大学学报(自然科学版). 2020,36(04)
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
Co2+质量浓度对系统日甲烷产量的影响
图2为Ni2+质量浓度对系统日甲烷产量和累积甲烷产量变化的影响．从图2中可以看出，Ni2+对厌氧发酵系统的影响程度高于Co2+对系统的影响程度．当Ni2+质量浓度为0.5 mg·L-1和1 mg·L-1时，系统于第2天就开始有甲烷产生，甲烷产量分别为389 mL和417 mL．系统最终甲烷产量分别稳定在（1 255±33)mL·d-1和（1 450±19)mL·d-1，较混合废水组分别提高了49.5%和72.2%，提高幅度高于Co2+实验组，这表明在同等质量浓度下，Ni2+对系统甲烷产量的促进作用比Co2+明显．当Ni2+质量浓度提高到2 mg·L-1时，系统于第10天才开始产甲烷，延滞期长于混合废水组，最终甲烷产量为（846±23)mL·d-1，略高于混合废水组的（842±26)mL·d-1，这表明过量的Ni微量元素对厌氧微生物生长代谢促进作用不明显，甲烷产量提高缓慢．各组累积甲烷产量分别为50 191 mL(Ni2+0.5 mg·L-1）、55 975 mL(Ni2+1.0 mg·L-1）和27377 mL(Ni2+2.0 mg·L-1）．从表2中可以看出，当Ni2+质量浓度为1 mg·L-1时，系统产甲烷比率和COD去除率在各组系统中最高，分别为（423±2.9)mL·g-1COD和（89.7±3.5)%,VFAs质量浓度最低，为98 mg·L-1.2.3 产甲烷菌群动态分析
图3为不同实验组厌氧发酵末期产甲烷菌群动态分析．从图3中可以看出，在所有的厌氧发酵组中，Methanosarcina ballica均为主要代谢菌群，在产甲烷过程中起主要代谢作用．混合废水组（未添加微量元素）中Methanosarcina ballica菌群占比为55.6%，当添加Ni质量浓度为0.5 mg·L-1和1.0mg·L-1时，Methanosarcina ballica菌群占比分别上升至68.8%和70.6%，这表明Ni微量元素的添加有利于促进Methanosarcina ballica菌群的富集．但当Ni质量浓度为2.0 mg·L-1时，Methanosarcina ballica菌群却下降至45.2%，这是因为过高的N质量浓度对Methanosarcina ballica的增殖代谢产生了抑制作用，而Methanogenium boonei菌群占比由10.5%上升至19.9%，但Methanogenium boonei菌群被报道在厌氧发酵产甲烷过程中起次要作用[15]，这也是系统甲烷产量下降的原因．当系统添加Co微量元素时，当质量浓度为0.5 mg·L-1时，Methanosarcina ballica菌群占比较混合废水组略有下降，由55.6%下降至51.2%，但甲烷产量的升高主要是由于Methanolobus psychrophilus R15菌群占比升高所致（由15.0%升高至20.7%),Methanolobus psychrophilus R15被证明是厌氧发酵产甲烷过程的另外一种重要菌群．当Co质量浓度为1.0 mg·L-1时，Methanosarcina ballica菌群占比上升至65.7%，系统产甲烷增强，但Co质量浓度提高至2.0 mg·L-1时，Co质量浓度对Methanosarcina ballica菌群的增殖代谢产生了负面影响，占比下降至55.2%，跟混合废水组的占比基本相同，Methanogenium boonei菌群占比由10.5%上升至13.7%，这也是该厌氧发酵组产甲烷量略高于混合废水组的主要原因．3 结论
【参考文献】：
期刊论文
[1]气浮+UASB+A/0+芬顿工艺处理中药制药废水[J]. 孙杰,王顺,陈宇. 中国给水排水. 2017(24)
[2]碱处理玉米秸秆与超声预处理污泥混合厌氧消化效果研究[J]. 杨朝勇,王琨,赵庆良. 环境科学与管理. 2017(10)
[3]超声-Fenton法处理甲硝唑制药废水的研究[J]. 马佳,苏荣军,梁爽,代安福,刘琳. 哈尔滨商业大学学报(自然科学版). 2017(03)
[4]造纸污泥与味精废液联合厌氧消化产甲烷性能研究[J]. 林云琴,王德汉,王钍汀,吴少全,林钊洪. 环境科学学报. 2010(08)
本文编号：3420883
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