赤铁矿及EDTA对乙酸产甲烷过程的影响

发布时间：2020-05-20 03:13

【摘要】：使用化石燃料造成的空气污染、温室效应等环境问题逐渐得到了世界各国的普遍关注。以生物质能源为代表的清洁能源日渐兴起,其中能够产生沼气的厌氧消化工艺因为具有底物选择范围广泛,可以在产能过程中实现有机废弃物的有效处理等优点而引起广泛关注。本文针对厌氧消化过程中赤铁矿对甲烷产生的影响进行了深入探究,主要考察了不同比表面积赤铁矿对于乙酸和牛肉膏厌氧发酵产甲烷的影响；EDTA螯合剂及赤铁矿共存情况下,两者对乙酸厌氧消化体系的影响；含赤铁矿的厌氧体系中EDTA与乙酸钠共存时,EDTA自身的降解情况；最后,利用变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)技术对各厌氧发酵体系内的微生物群落结构进行分析。实验结果表明,在接种菌液的挥发性悬浮固体(VSS)为0.1g/L,有机碳添加量为2.4g/L的高有机负荷下,添加8g/L赤铁矿能够显著缩短发酵反应迟滞期,并提高产甲烷速率,且低比表面积赤铁矿对产气的促进效果更好。当有机碳浓度降低到0.96g/L时,添加0.64g/L赤铁矿对厌氧产甲烷速率无明显影响,但甲烷产率提高了约14%。添加赤铁矿情况下,乙酸钠为基质的实验组甲烷产率超过80%,而牛肉膏为碳源实验组甲烷产率为66%～-74%。添加0.64g/L赤铁矿的实验组中,甲烷产量及产气速率均随EDTA浓度升高而降低。EDTA导致厌氧发酵反应启动延迟,产气速率缓慢,而添加赤铁矿能够缓解EDTA的抑制作用。另一方面,EDTA促进了体系中异化铁还原反应,与产甲烷过程竞争底物,降低了甲烷总产量。对照实验组中优势细菌为Mesotoga sp.及Clostridium sp.,含EDTA实验组中假单胞菌(Pseudomonas sp.)的相对丰度显著提高,成为优势菌种。不含EDTA实验组中,优势古细菌为甲烷八叠球菌属(Methanosarcina sp.),含EDTA实验组中,甲烷鬃毛菌属Methanosaeta sp.)相对丰度随EDTA浓度逐渐增加,成为优势菌种。
【图文】：

分子有机物在胞外酶的作用下，水解为水溶性的小发酵细菌摄入细胞体内，经一系列生化反应代谢为微生物在进行水解酸化的同时，也将部分有机物降阶段；该阶段主要的微生物是产氨产置酸菌及同型酸化阶段产生的可溶物进一步转化为乙酸、氨气、氨产乙酸菌与水解酸化菌和产甲烧菌之间是共生的，此阶段被转化为己酸、氨气和二氧化碳，产生的氨的电子供体。逡逑；主要是产甲烧菌将产酸阶段产生的中间物、Ｗ及解成甲烧和二氧化碳，同时利用产酸阶段产生的氨甲烧菌将己酸、氨气、碳酸、甲酸和甲醇等转化为质有两个途径，一是利用氨气和二氧化碳生成甲烧，常情况下，，发酵系统内７０％的甲q<来自己酸降解，３［巧。逦逡逑

第二章实验材料设备及方法逡逑第二章实验材料设备及方法逡逑２．邋１实验材料逡逑２．邋１．邋１接种污泥逡逑接种污泥取自安徽雪花啤酒广，按照参考文献Ｐ８３中的方法进行驯化培养。逡逑２．邋１．邋２赤铁矿制备逡逑水热合成针铁矿（巧Ｍｈｅｔｉｃ邋ｇｏｅｔｈｉｔｅ，ＳＧｔ）为产自镇江精细化工厂的工业级产逡逑品，过１００目筛后，于马弗炉中空气氛围下般烧。分别于２５０‘Ｃ及６０（ＴＣ下锻烧化逡逑获得不同结构的矿物，ＸＲＤ图谱经过ＳｅａｒｃｈＭａｔｄｉ软件数据库比对确认为ａ－Ｆｅ２0３。逡逑Ｆ。’。！
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S216.4

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本文编号：2671944