产氢产乙酸和产甲烷反应对厌氧消化限速作用的比较分析

发布时间：2017-12-13 08:31

  本文关键词：产氢产乙酸和产甲烷反应对厌氧消化限速作用的比较分析

  更多相关文章： 厌氧消化 限速步骤 生态幅 基质转化速率

【摘要】：厌氧消化技术目前已经在有机废水、剩余活性污泥、生活垃圾、畜禽粪便和作物废弃物等的处理处置方面得到了广泛的应用。厌氧消化过程是一个复杂的生物转化过程,需要产酸发酵菌群、产氢产乙酸菌群和产甲烷菌群等多种微生物种群共同协作完成。这些主要微生物类群的生理生态习性差别悬殊,要保证系统的稳定运行,必须维持各类菌群生长环境的协调和代谢速率的平衡,关于厌氧消化限速步骤的研究,一直被认为是厌氧消化技术取得突破的关键。本研究采用厌氧颗粒污泥的间歇培养方法,分别以丁酸、乙酸和H_2/CO_2为惟一碳源,在pH、温度、污泥接种量梯度条件下,研究了食丁酸产氢产乙酸菌(SBOB)、乙酸营养型产甲烷菌(ACM)和氢营养型产甲烷菌(HTM)的pH生态幅、温度生态幅以及对污泥接种量变化的响应,分析产氢产乙酸反应和产甲烷反应在不同条件下的反应速度,通过对比分析阐述了产氢产乙酸和产甲烷反应对厌氧消化的限速作用。研究表明,SBOB、ACM和HTM的pH生态幅分别为6.19~8.59、5.50~7.74和4.39~9.23,最适代谢pH分别为7.39,6.62和6.81,特征基质的最大转化速率为0.86、1.04和1.09 g CODequ/g MLVSS·d。与ACM和HTM相比,SBOB具有更为狭窄的代谢pH生态幅,且产氢产乙酸反应速度最慢。SBOB、ACM和HTM的温度生态幅分别为23.13~53.7℃、29.78~46.86℃和35.17~53.77℃,最适代谢温度分别为38.44、38.32和44.47℃,特征底物的最大转化速率为0.69、1.16和2.55 CODequ/g MLVSS·d,其中,SBOB的温度生态幅虽然更宽,但其产氢产乙酸反应均远低于两种产甲烷反应。厌氧活性污泥接种量在3%~20%之间变化时,产氢产乙酸反应速度均低于两种产甲烷反应,而且对接种量条件变化最为敏感。研究结果表明,与产甲烷菌群相比,产氢产乙酸菌群对pH、温度和接种量的变化更为敏感,在相同条件下的代谢速率也最慢,其产氢产乙酸作用在正常运行的厌氧消化系统中,对于厌氧消化过程的限速作用比产甲烷菌群的产甲烷作用更加显著。
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X70

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 丁维新,蔡祖聪;沼泽产甲烷能力和途径差异的机制[J];农村生态环境;2002年02期

2 董春娟,吕炳南,马立,吕岩松;采用微氧产甲烷技术降解水中的毒性物质[J];中国给水排水;2003年08期

3 吴泽;王海燕;程水源;;生物反应器填埋场产甲烷规律的模拟研究[J];环境污染治理技术与设备;2006年10期

4 祖波;祖建;周富春;汪林;;产甲烷菌的生理生化特性[J];环境科学与技术;2008年03期

5 李美群;邓洁红;熊兴耀;谭兴和;周红丽;李清明;苏小军;张喻;唐艳红;彭丹;张艳艳;;产甲烷菌的研究进展[J];酿酒科技;2009年05期

6 刘德燕;丁维新;;天然湿地土壤产甲烷菌及其影响因子研究进展[J];地理科学;2011年02期

7 张云茹;刘逸轩;沈庆涛;王永忠;;一种产甲烷优势菌群的筛选方法[J];生物技术;2011年02期

8 李军;张雅南;邓娴;张文文;杨宏宇;;一株耐冷产甲烷菌的分离及其生长特性初步研究[J];可再生能源;2012年02期

9 李会;马骏;崔薇薇;肇莹;王金艳;张淼;杨涛;;一株低温产甲烷菌的分离和鉴定[J];辽宁农业科学;2012年02期

10 张冰;孔德勇;路阳;;温度降低对产甲烷效能的影响[J];哈尔滨商业大学学报(自然科学版);2012年02期

中国重要会议论文全文数据库 前9条

1 宋素琴;张志东;顾美英;房世杰;;低温产甲烷菌的研究现状[A];2008年中国微生物学会学术年会论文摘要集[C];2008年

2 李秋敏;杨斌;张无敌;马煜;李建昌;刘士清;徐锐;尹芳;陈玉保;;蔗糖发酵产氢与产甲烷能源转换效率的研究[A];2011年中国沼气学会学术年会暨第八届理事会第二次会议论文集[C];2011年

3 麻婷婷;郑珍珍;代莉蓉;承磊;张辉;;不同pH缓冲液对乙酸降解产甲烷菌群结构的影响[A];第五届全国微生物资源学术暨国家微生物资源平台运行服务研讨会论文摘要集[C];2013年

4 邓晓;李勤奋;;稻鸭复合生态种养对产甲烷菌种群数量的影响[A];中国环境保护优秀论文集（2005）（下册）[C];2005年

5 杨森林;周琦颖;苟敏;汤岳琴;木田建次;江霞;;硫酸盐对中温厌氧乙酸产甲烷的影响[A];2014中国环境科学学会学术年会论文集（第五章）[C];2014年

6 黎霞;承磊;张辉;;高压胁迫对原油降解产甲烷菌群落结构的影响[A];第五届全国微生物资源学术暨国家微生物资源平台运行服务研讨会论文摘要集[C];2013年

7 刘晓刚;丁杰;王豹;刘先树;;糖蜜废水产氢-产甲烷耦合工艺启动特性研究[A];Proceedings of Conference on Environmental Pollution and Public Health（CEPPH 2012）[C];2012年

8 成艳芬;毛胜勇;MK Theodorou;朱伟云;;厌氧真菌活力及传代频率对真菌与产甲烷菌共培养液代谢与菌群的影响[A];第六次全国饲料营养学术研讨会论文集[C];2010年

9 郭燕锋;孔晓英;刘婉玉;李东;王德汉;袁振宏;孙永明;;有机负荷对厨余垃圾常温厌氧发酵产甲烷的影响[A];全国农村清洁能源与低碳技术学术研讨会论文集[C];2011年

中国重要报纸全文数据库 前2条

1 况叶;日本期待收获巨量天然气[N];地质勘查导报;2010年

2 李新明 李瑛;农业资源快速再生模式[N];山西科技报;2004年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 张小妹;以含氮杂环化合物为碳源短程反硝化厌氧产甲烷及复合工艺的特征分析与性能研究[D];太原理工大学;2015年

2 张琛;铵影响厌氧反应器污泥丙酸和丁酸互营氧化产甲烷过程的机理[D];中国农业大学;2013年

3 王立影;烷烃厌氧降解产甲烷体系菌群结构与功能的研究[D];华东理工大学;2011年

4 陈t，

本文编号：1284512