餐厨垃圾厌氧消化起泡及其机理的多尺度研究

发布时间：2021-08-28 08:59

　　厌氧消化（Anaerobic Digestion,AD）起泡,即过量沼气气泡夹带消化污泥在反应器顶空富集,形成大量稳定泡沫层的现象。过量的泡沫会造成系统堵塞、有效容积减小、产气率降低,从而严重影响AD反应器的正常运行。故研究起泡现象及其机理对保障AD反应器的高效稳定运行具有重要意义。在此背景下,首先开展了序批式AD实验,研究了碳氮比（Carbon to Nitrogen Ratio,C/N）和有机负荷等运行条件对起泡的影响,并明确了起泡特征化合物及其起泡机制;然后运行了三个半连续式AD反应器（实验组R1、R2和对照组R3）,模拟实际AD厂中常见的超有机负荷（R1）以及由机械故障引起的温度波动和搅拌不充分（R2）等扰动诱导其起泡,在寻找特征化合物作用的同时,重点结合MiSeq高通量测序及宏基因组测序等分子生物学手段,探析了AD反应器起泡相关的特征微生物和关键代谢环节,明确了AD起泡的微生物学机制。从而从反应器（特征化合物）、细胞（特征微生物）和基因（关键代谢环节）三个尺度对餐厨垃圾AD起泡机理进行了多尺度解析。本研究主要得到以下结果:（1）序批式和半连续式AD实验对特征化合物的分析结果具... 

【文章来源】：重庆大学重庆市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：194 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

有机物厌氧消化过程四阶段示意图

图 1.2 表面活性剂对水溶液的影响Fig. 1.2 Effects of surface active agent on aqueous solutions相：在 AD 泡沫中，气相即为 AD 反应器中所产生的沼气，或从外部器的用于气体混合的气体，包括能溶于水的 CO2和较难溶解的 CH泡沫最主要的组成部分。沼气由分散分布在整个消化反应器污泥中生成，沼气气泡大小随消化反应器的深度变化，即反应器底部气泡升过程中与其他气泡合并，形成更大尺寸的气泡，若无表面活性物泡最终会在溢出污泥或消化液时破裂。

图 1.2 表面活性剂对水溶液的影响Fig. 1.2 Effects of surface active agent on aqueous solutions在 AD 泡沫中，气相即为 AD 反应器中所产生的沼气，或从用于气体混合的气体，包括能溶于水的 CO2和较难溶解的最主要的组成部分。沼气由分散分布在整个消化反应器污，沼气气泡大小随消化反应器的深度变化，即反应器底部程中与其他气泡合并，形成更大尺寸的气泡，若无表面活终会在溢出污泥或消化液时破裂。

【参考文献】：
期刊论文
[1]餐厨垃圾厌氧消化起泡现象研究[J]. 何琴,李蕾,彭爽,赵小飞,瞿莉,王小铭,彭绪亚.  中国环境科学. 2017(03)
[2]High-solids anaerobic mono-digestion of riverbank grass under thermophilic conditions[J]. Fetra J.Andriamanohiarisoamanana,Nobuyuki Matsunami,Takaki Yamashiro,Masahiro Iwasaki,Ikko Ihara,Kazutaka Umetsu.  Journal of Environmental Sciences. 2017(02)
[3]总氨氮在餐厨垃圾厌氧消化系统中的积累及其抑制作用[J]. 唐波,李蕾,何琴,覃亚宏,彭绪亚.  环境科学学报. 2016(01)
[4]重庆主城餐厨垃圾理化性质及产甲烷潜能分析[J]. 何琴,李蕾,何清明,彭绪亚.  环境化学. 2014(12)
[5]餐厨垃圾中温干式厌氧消化污泥的流变特性研究[J]. 王彦祥,何琴,李蕾,彭绪亚.  环境科学学报. 2014(12)
[6]活性污泥法处理过程中泡沫问题的产生与控制[J]. 张峰,周国光.  环境污染与防治. 2006(08)
[7]活性污泥中丝状菌与絮体结构的关系研究[J]. 龙腾锐,何强,林刚.  中国给水排水. 2000(02)

博士论文
[1]餐厨垃圾厌氧消化过程失稳的动力学特征及微生物机理研究[D]. 李蕾.重庆大学 2016

硕士论文
[1]盐分和氨氮在餐厨垃圾干式厌氧消化系统中的积累及其对产气的影响分析[D]. 唐波.重庆大学 2015
[2]有机负荷对餐厨垃圾干式厌氧消化系统性能的影响[D]. 覃亚宏.重庆大学 2015
[3]餐厨垃圾厌氧消化污泥的流变性质研究[D]. 王彦祥.重庆大学 2014
[4]污泥蛋白发泡剂的制备与泡沫性能研究[D]. 郑浩.天津大学 2010



本文编号：3368218