秸秆解聚废水与玉米秸秆联合厌氧发酵特性研究
发布时间：2023-05-31 20:29
玉米秸秆经稀硫酸催化解聚可以制备液体燃料。实际生产中,每生产1吨液体燃料约产生20-30 m3含硫酸盐的秸秆解聚废水,直接排放或处理不当会造成严重的环境污染。由于秸秆解聚废水温度高,碳氮比适宜(约为28/1)且富含挥发性脂肪酸(VFAs),适合作为厌氧发酵原料生产沼气。然而秸秆解聚废水含有高浓度的硫酸盐,直接用于厌氧发酵,可能对厌氧发酵微生物产生抑制作用。玉米秸秆单独为原料厌氧发酵制备沼气,需要对发酵原料补水、补氮和增温。秸秆解聚废水具备以上功能。因此,提出秸秆解聚废水与玉米秸秆联合厌氧发酵工艺。然而,目前对秸秆解聚废水的特点及其与玉米秸秆联合厌氧发酵的反应条件和发酵性能尚不明确。为了掌握秸秆解聚废水与玉米秸秆联合厌氧发酵特性。本论文进行了以下4个方面研究。(1)不同硫酸盐浓度下进行玉米秸秆厌氧发酵,通过分析挥发性脂肪酸、硫酸盐去除率、有机物降解及碳(C)和硫(S)元素物质平衡等,研究硫酸盐对厌氧发酵过程影响机理;(2)在不同底物浓度条件下,进行秸秆解聚废水和玉米秸秆联合厌氧发酵,通过分析产甲烷潜能、VFAs浓度及微生物菌群结构变化,研究秸秆解聚废水对玉米秸秆厌氧...
【文章页数】：107 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
英文摘要
1 引言
1.1 研究的意义与目的
1.1.1 研究意义
1.1.2 研究目的
1.2 国内外研究现状
1.2.1 秸秆解聚废水无害化处理技术的研究现状
1.2.2 玉米秸秆资源化利用技术的研究现状
1.3 联合厌氧发酵技术
1.3.1 联合厌氧发酵技术的研究现状
1.3.2 联合厌氧发酵的影响因素
1.3.3 联合厌氧发酵存在的问题
1.4 研究的内容与方法
1.4.1 研究内容
1.4.2 研究方法
1.4.3 课题来源
2 材料与分析方法
2.1 接种物及发酵原料
2.2 实验设备及试剂
2.2.1 实验设备
2.2.2 实验试剂
2.3 实验分析方法
2.3.1 常见指标的测定
2.3.2 生物气体的测定
2.3.3 挥发性脂肪酸的测定
2.3.4 木质纤维素的测定
2.3.5 硝酸盐和硫酸盐的测定
2.3.6 纤维素结晶度的测定
2.3.7 扫描电子显微镜观察玉米秸秆结构
2.3.8 微生物菌群的测定
2.3.9 相关计算
2.4 本章小结
3 硫酸盐对厌氧发酵过程影响机理研究
3.1 实验设计
3.2 结果与讨论
3.2.1 pH和VFAs浓度的变化
3.2.2 SCOD浓度和硫酸盐浓度的变化
3.2.3 有机物的降解
3.2.4 硫酸盐浓度对甲烷产量的影响
3.2.5 碳、硫元素物质平衡分析
3.2.6 微生物菌群分析
3.3 本章小结
4 秸秆解聚废水对玉米秸秆厌氧发酵特性影响研究
4.1 实验设计
4.2 结果与讨论
4.2.1 产甲烷动力学分析
4.2.2 SCOD浓度和硫酸盐浓度的变化
4.2.3 pH和VFAs浓度的变化
4.2.4 微生物菌群分析
4.3 本章小结
5 硫酸盐浓度和底物浓度对联合厌氧发酵特性影响研究
5.1 实验设计
5.2 结果与讨论
5.2.1 硫酸盐浓度和底物浓度对产气性能的影响
5.2.2 底物浓度对产气潜能和产气速率的影响
5.2.3 硫酸盐浓度对产气潜能和产气速率的影响
5.2.4 玉米秸秆结构的变化
5.2.5 有机物的降解
5.2.6 微生物菌群分析
5.3 本章小结
6 含硫酸盐厌氧发酵料液TC/SO4(2-)适宜范围研究
6.1 实验设计
6.2 结果与讨论
6.2.1 氢氧化钙预处理对秸秆解聚废水特性的影响
6.2.2 TC/SO4(2-)对甲烷产量的影响
6.2.3 TC/SO4(2-)对硫化氢产量的影响
6.2.4 pH的变化
6.2.5 硫元素平衡分析
6.2.6 有机物的降解
6.2.7 X射线衍射分析
6.2.8 微生物菌群分析
6.2.9 环境因子分析
6.3 本章小结
7 结论与展望
7.1 结论
7.2 展望
创新点
致谢
参考文献
附录
攻读博士学位期间发表的学术论文
本文编号：3825949
【文章页数】：107 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
英文摘要
1 引言
1.1 研究的意义与目的
1.1.1 研究意义
1.1.2 研究目的
1.2 国内外研究现状
1.2.1 秸秆解聚废水无害化处理技术的研究现状
1.2.2 玉米秸秆资源化利用技术的研究现状
1.3 联合厌氧发酵技术
1.3.1 联合厌氧发酵技术的研究现状
1.3.2 联合厌氧发酵的影响因素
1.3.3 联合厌氧发酵存在的问题
1.4 研究的内容与方法
1.4.1 研究内容
1.4.2 研究方法
1.4.3 课题来源
2 材料与分析方法
2.1 接种物及发酵原料
2.2 实验设备及试剂
2.2.1 实验设备
2.2.2 实验试剂
2.3 实验分析方法
2.3.1 常见指标的测定
2.3.2 生物气体的测定
2.3.3 挥发性脂肪酸的测定
2.3.4 木质纤维素的测定
2.3.5 硝酸盐和硫酸盐的测定
2.3.6 纤维素结晶度的测定
2.3.7 扫描电子显微镜观察玉米秸秆结构
2.3.8 微生物菌群的测定
2.3.9 相关计算
2.4 本章小结
3 硫酸盐对厌氧发酵过程影响机理研究
3.1 实验设计
3.2 结果与讨论
3.2.1 pH和VFAs浓度的变化
3.2.2 SCOD浓度和硫酸盐浓度的变化
3.2.3 有机物的降解
3.2.4 硫酸盐浓度对甲烷产量的影响
3.2.5 碳、硫元素物质平衡分析
3.2.6 微生物菌群分析
3.3 本章小结
4 秸秆解聚废水对玉米秸秆厌氧发酵特性影响研究
4.1 实验设计
4.2 结果与讨论
4.2.1 产甲烷动力学分析
4.2.2 SCOD浓度和硫酸盐浓度的变化
4.2.3 pH和VFAs浓度的变化
4.2.4 微生物菌群分析
4.3 本章小结
5 硫酸盐浓度和底物浓度对联合厌氧发酵特性影响研究
5.1 实验设计
5.2 结果与讨论
5.2.1 硫酸盐浓度和底物浓度对产气性能的影响
5.2.2 底物浓度对产气潜能和产气速率的影响
5.2.3 硫酸盐浓度对产气潜能和产气速率的影响
5.2.4 玉米秸秆结构的变化
5.2.5 有机物的降解
5.2.6 微生物菌群分析
5.3 本章小结
6 含硫酸盐厌氧发酵料液TC/SO4(2-)适宜范围研究
6.1 实验设计
6.2 结果与讨论
6.2.1 氢氧化钙预处理对秸秆解聚废水特性的影响
6.2.2 TC/SO4(2-)对甲烷产量的影响
6.2.3 TC/SO4(2-)对硫化氢产量的影响
6.2.4 pH的变化
6.2.5 硫元素平衡分析
6.2.6 有机物的降解
6.2.7 X射线衍射分析
6.2.8 微生物菌群分析
6.2.9 环境因子分析
6.3 本章小结
7 结论与展望
7.1 结论
7.2 展望
创新点
致谢
参考文献
附录
攻读博士学位期间发表的学术论文
本文编号：3825949
本文链接：https://www.wllwen.com/shengtaihuanjingbaohulunwen/3825949.html
