城市污泥厌氧发酵产酸条件优化及其机理研究
发布时间：2021-03-14 22:03
城市污泥产生总量随着国民经济持续快速发展迅速地增加,因此发展经济有效的污泥处理处置技术迫在眉睫。由于污泥中含有较高的有机质,将这些廉价的有机质转化生产高附加值生物化学品,特别是挥发性脂肪酸不失为污泥资源化的一条新途径。这条新途径不仅可使污泥获得减量化、无害化处理,而且也使得污泥中的有机成分能够得到更好利用。本论文在确立合适底物污泥及最佳预处理技术的基础上,对厌氧发酵产酸的pH和底物初始C/N控制策略开展了研究,通过结合末端限制性片断长度多样性分子技术和荧光原位杂交技术对发酵产酸过程中的微生物种群结构和促使乙酸累积的微生物学机理进行了解析,并在检测形成挥发性脂肪酸的代谢途径中的关键酶的活性基础上,进一步探讨了促使不同单酸累积的主要代谢途径。主要的研究结果如下:（1）直接利用污泥厌氧发酵产酸,发酵结束时蛋白质、碳水化合物和挥发性有机质三者的含量均超过67%。有机质转化率较低,导致挥发性短链脂肪酸的产率难以提高。（2）通过考察热-碱、超声波-碱、热-酸和超声波-酸预处理技术对污泥融胞效果的影响,发现两种碱处理方法能够显著改善高固体浓度的污泥有机质融出效率。污泥中有机质和蛋白类物质融出率分别达...
【文章来源】：江南大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：130 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
挥发性短链脂肪酸的分布特征和产率过程变化
33图 2-3 TVFAs 产率和消耗的蛋白质和碳水化合物的过程变化hanges of consumed organic matters (carbohydrates and proteins) and the TVFAs during the fermentation of sewage sludge from CB, TH and LC TVFAs, ▲ Consumed protein, ▼ Consumed carbohydrate
图 2-4 底物初始 C/N 对总酸产率的影响Fig.2-4 Effect of initial C/N ratio on the TVFAs yield from model compounds.5 污泥直接厌氧发酵产酸存在的问题三种来源的发酵污泥在固体浓度为200 g/L时厌氧发酵结束污泥中的蛋白化合物和 VS 含量如表 2-6 所示。三者的含量均分别超过 78%、67%和 ，污泥直接厌氧发酵产酸，有机质的转化率极低，难以提高挥发性短链产率。徐龙君和吴江[28]认为污泥中大部分有机物是微生物物质，由于细然屏障作用限制了污泥中有机质的融出和进一步被厌氧微生物利用，因对污泥进行预处理以提高有机质的转化率。表2-6 发酵结束时三种污泥中有机物的含量Tab.2-6 Content of organic matters in these three sludges at the finial fermentation发酵结束时污泥中有机质的含量(%)来源蛋白质 碳水化合物 挥发性有B 84.85 67.23 78.5
【参考文献】：
期刊论文
[1]厌氧生境体系中产氢产乙酸细菌的FISH定量解析[J]. 李艳娜,许科伟,堵国成,陈坚,刘和. 微生物学报. 2007(06)
[2]中国城市污水厂污泥处理与处置技术[J]. 王晓玭,詹健,康晓荣,黄福昌. 江西化工. 2007(03)
[3]厌氧酸化菌产酸过程研究[J]. 田凯勋,戴友芝,凌运林. 微生物学通报. 2007(01)
[4]2-溴乙烷磺酸盐对污泥厌氧发酵过程中乙酸累积及细菌种群的影响[J]. 陈艺阳,刘和,堵国成,陈坚. 应用与环境生物学报. 2007(01)
[5]中国城市污水处理厂污泥处理、处置问题探讨分析[J]. 余杰,田宁宁,王凯军,任远. 环境工程学报. 2007(01)
[6]市政污泥的资源化利用和无害化处理[J]. 吴玉萍,任勇. 环境经济. 2006(04)
[7]制备剩余污泥水解蛋白质实验条件的初步研究[J]. 华佳,陈玉辉,李亚东,汪常青. 湖北大学学报(自然科学版). 2006(01)
[8]污水处理系统剩余污泥碱处理融胞效果研究[J]. 肖本益,刘俊新. 环境科学. 2006(02)
[9]预处理对城市固体有机垃圾厌氧发酵的影响[J]. 徐龙君,吴江. 环境污染与防治. 2006(01)
[10]pH值对碱处理污泥厌氧发酵产氢的影响[J]. 肖本益,刘俊新. 科学通报. 2005(24)
博士论文
[1]废水产氢产酸/同型产乙酸耦合系统厌氧发酵产酸工艺及条件优化[D]. 聂艳秋.江南大学 2007
[2]基于酸碱调节的剩余污泥水解酸化及其机理研究[D]. 苑宏英.同济大学 2006
本文编号：3083030
【文章来源】：江南大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：130 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
挥发性短链脂肪酸的分布特征和产率过程变化
33图 2-3 TVFAs 产率和消耗的蛋白质和碳水化合物的过程变化hanges of consumed organic matters (carbohydrates and proteins) and the TVFAs during the fermentation of sewage sludge from CB, TH and LC TVFAs, ▲ Consumed protein, ▼ Consumed carbohydrate
图 2-4 底物初始 C/N 对总酸产率的影响Fig.2-4 Effect of initial C/N ratio on the TVFAs yield from model compounds.5 污泥直接厌氧发酵产酸存在的问题三种来源的发酵污泥在固体浓度为200 g/L时厌氧发酵结束污泥中的蛋白化合物和 VS 含量如表 2-6 所示。三者的含量均分别超过 78%、67%和 ，污泥直接厌氧发酵产酸，有机质的转化率极低，难以提高挥发性短链产率。徐龙君和吴江[28]认为污泥中大部分有机物是微生物物质，由于细然屏障作用限制了污泥中有机质的融出和进一步被厌氧微生物利用，因对污泥进行预处理以提高有机质的转化率。表2-6 发酵结束时三种污泥中有机物的含量Tab.2-6 Content of organic matters in these three sludges at the finial fermentation发酵结束时污泥中有机质的含量(%)来源蛋白质 碳水化合物 挥发性有B 84.85 67.23 78.5
【参考文献】：
期刊论文
[1]厌氧生境体系中产氢产乙酸细菌的FISH定量解析[J]. 李艳娜,许科伟,堵国成,陈坚,刘和. 微生物学报. 2007(06)
[2]中国城市污水厂污泥处理与处置技术[J]. 王晓玭,詹健,康晓荣,黄福昌. 江西化工. 2007(03)
[3]厌氧酸化菌产酸过程研究[J]. 田凯勋,戴友芝,凌运林. 微生物学通报. 2007(01)
[4]2-溴乙烷磺酸盐对污泥厌氧发酵过程中乙酸累积及细菌种群的影响[J]. 陈艺阳,刘和,堵国成,陈坚. 应用与环境生物学报. 2007(01)
[5]中国城市污水处理厂污泥处理、处置问题探讨分析[J]. 余杰,田宁宁,王凯军,任远. 环境工程学报. 2007(01)
[6]市政污泥的资源化利用和无害化处理[J]. 吴玉萍,任勇. 环境经济. 2006(04)
[7]制备剩余污泥水解蛋白质实验条件的初步研究[J]. 华佳,陈玉辉,李亚东,汪常青. 湖北大学学报(自然科学版). 2006(01)
[8]污水处理系统剩余污泥碱处理融胞效果研究[J]. 肖本益,刘俊新. 环境科学. 2006(02)
[9]预处理对城市固体有机垃圾厌氧发酵的影响[J]. 徐龙君,吴江. 环境污染与防治. 2006(01)
[10]pH值对碱处理污泥厌氧发酵产氢的影响[J]. 肖本益,刘俊新. 科学通报. 2005(24)
博士论文
[1]废水产氢产酸/同型产乙酸耦合系统厌氧发酵产酸工艺及条件优化[D]. 聂艳秋.江南大学 2007
[2]基于酸碱调节的剩余污泥水解酸化及其机理研究[D]. 苑宏英.同济大学 2006
本文编号：3083030
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