脐橙废渣与剩余污泥厌氧共消化产酸性能研究
发布时间：2021-02-04 23:37
针对脐橙废渣降解性能差、利用率偏低和剩余污泥单独厌氧消化稳定性差等问题,通过分析剩余污泥和脐橙废渣特性和优选破解脐橙废渣的最适预处理方式,研究了脐橙废渣与剩余污泥的不同配比对厌氧共消化产酸效果及厌氧性能的影响和橙皮精油对厌氧共消化系统的毒性影响,以期对脐橙废渣与剩余污泥厌氧共消化产VFA效果的优化及其资源化、减量化和无害化提供技术支持。（1）采用酸碱、低热、超声、碱-低热联合和碱-超声联合等预处理方式破解脐橙废渣,提高了脐橙废渣的破解性能,确定了破解脐橙废渣的最适预处理方式。各预处理均能促进总挥发性固体（VS）减量,提高脐橙废渣的破解率,进而释放出更多可溶有机物,有利于后期脐橙废渣厌氧产酸。强碱pH=13时,脐橙废渣的固体含量显著下降,同时溶出了大量可溶性有机物;其破解率（DD）最高,是pH=7、T=70℃碱-低热预处理的1.78倍;然而,其NaOH用量是pH=7、T=70℃碱-低热预处理的12倍,更易结成凝聚胶状物;其平均粒径为57.3μm与pH=7、T=70℃碱-低热预处理差别不大（平均粒径为58.3μm）。综合考虑,pH=7、T=70℃碱-低热预处理是破解脐橙废渣的最适预处理方式...
【文章来源】：江西理工大学江西省
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
脐橙废渣形貌分析
43]。因此，在厌氧15d时，通过宏基因组分类测序技术，分析比较了2#实验组（样本Y-1，脐橙废渣VS/剩余污泥VS=2.0）和对照组（样本Y-2，剩余污泥单独厌氧消化）的微生物群落。图4.11为Y-1和Y-2的古菌群落的变化。如图4.11(a)所示，Y-1和Y-2样本中，古菌群落shannon指数曲线均先迅速升高后趋于光滑平稳，说明所测定的数据足以包括古菌群落中所有主要物种[144]。如图4.11(b)所示，Y-1和Y-2样本的古菌群落仅有221个古菌种群相同，两个样本的古菌群落存在差异，引入脐橙废渣使剩余污泥厌氧消化的古菌群落结构规模变校(a)(b)图4.11Y-1和Y-2的古菌群落分析；(a)Shannon曲线和(b)Venn图图4.12Y-1和Y-2的古菌种群的变化。由图4.12可知，在门水平上，Y-1、Y-2样本的优势古菌门均为广古菌门(Euryarchaeota)。Y-2样本的甲烷杆菌纲(Methanobacteria)、甲烷微菌纲(Methanomicrobia)和瘤胃甲烷菌目(methanomassillicoccales)丰度占比分别为2.10%、74.29%和4.36%；Y-1样本的甲烷杆菌纲(Methanobacteria)、甲烷微菌纲(Methanomicrobia)和瘤胃甲烷菌目(methanomassillicoccales)丰度占比分别为76.63%、17.74%和3.60%。与Y-2样本相比，Y-1样本的甲烷杆菌纲(Methanobacteria)相对丰度提高了35.49倍，甲烷微菌纲(Methanomicrobia)相对丰度降低了76.1%，瘤胃甲烷菌目(methanomassillicoccales)相对丰度差别不大。引入脐橙废渣使剩余污泥厌氧消化系统的甲烷古菌群落结构发生了变化，甲烷古菌丰度总量增加；表明厌氧共消化系统的产甲烷性能并未得到抑制反而有所增强。在属水平上，由图4.12（b）知，Y-2样本的优势甲烷古菌属主要为甲烷丝菌属(Methanothrix)，属于甲烷微菌纲(Methanomicrobia)，相对丰度约为42.27%。通常，甲烷丝菌属主要消耗乙酸产生CH4。由图4.12（a）?
第四章脐橙废渣与剩余污泥厌氧共消化产VFA效果及厌氧性能研究51（a）（b）图4.13Y-1和Y-2的细菌群落分析；(a)Shannon曲线和(b)Venn图图4.14Y-1和Y-2的细菌种群的变化。在门水平上，Y-2样本的优势细菌门为变形菌门（Proteobacteria）、厚壁菌门（Fimicutes）、拟杆菌门（Bacteroidetes）和绿菌门（Chlorobi），其丰度分别为26.62%、9.14%、19.22%、17.20%；Y-1样本的优势细菌门为变形菌门（Proteobacteria）、厚壁菌门（Fimicutes）、放线菌门（Actinobacteria）和拟杆菌门（Bacteroidetes），其丰度分别为33.47%、42.46%、20.44%、和1.22%。与Y-2样本相比，Y-1样本的变形菌门（Proteobacteria）相对丰度提高了25.73%，厚壁菌门（Fimicutes）相对丰度提高了3.64倍，拟杆菌门（Bacteroidetes）相对丰度降低了93.65%，同时产生大量放线菌门（Actinobacteria）。相关报道，许多厚壁菌门和变形杆菌门类微生物在厌氧消化过程中产生乙酸[145,146]；一些放线菌门细菌可以产生蛋白酶、脂肪酶和多糖水解酶等胞外水解酶，为后期产酸产气提供更多易降解有机质[147]。变形菌门（Proteobacteria）、厚壁菌门（Fimicutes）和放线菌门（Actinobacteria）的大量增加是Y-1样本产生大量VFA的原因。在属水平上，由图4.14（b）知，Y-2样本的优势细菌主要为绿棒菌属（Chlorobaculum，7.83%）和厌氧醋菌属（Acetoanaerobium，2.88%）。绿棒菌属细菌（Chlorobaculum）又叫绿硫细菌，属于绿菌门（Chlorobi），通常存在无氧光照环境下，能进行光合作用。厌氧醋菌属细菌（Acetoanaerobium）属于厚壁菌群（Fimicutes）梭菌目（Clostridiales），是厌氧消化中间产物VFA的生产者之一[148]。由图4.14（a）知，Y-1样本的优势细菌主要为梭菌IV（ClostridiumIV，37.85%）、华
【参考文献】：
期刊论文
[1]不同pH条件下剩余污泥厌氧发酵过程中溶出物的释放[J]. 吕景花,李婉婷,万芸菲,王建信,李云蓓,姜继韶. 环境工程学报. 2019(06)
[2]剩余污泥与柑橘渣协同厌氧消化特性研究[J]. 赵婷,姜鑫,陈永栋,于青,唐立展,古励,何强. 环境科学与技术. 2019(05)
[3]不同预处理方式下剩余污泥中磷释放及有机物变化[J]. 胡德秀,张聪,张艳. 中国给水排水. 2019(07)
[4]污泥热水解厌氧消化与常规厌氧消化的运行比较[J]. 宋晓雅. 给水排水. 2019(03)
[5]污泥协同香蕉秸秆中温厌氧发酵中pH对产酸的影响[J]. 何顺,李忠棠,谭松凡,熊昊,冼萍,邓清华,刘琴,方晴,蒙政成. 环境工程. 2019(02)
[6]污泥和香蕉秸秆的配比对其厌氧消化特性的影响[J]. 刘琴,冼萍,何顺,黄宇钊,柏聪,周围. 环境污染与防治. 2019(01)
[7]锦橙皮渣膳食纤维微粉化及其功能特性分析[J]. 易甜,崔文文,王明锐,姚晶晶. 食品科学. 2019(10)
[8]热水解对农业废弃物-厨余共发酵产气的影响[J]. 李雪兵,金鹏康. 环境科学与技术. 2018(09)
[9]四个品种赣南脐橙果皮精油提取及挥发性成分分析[J]. 王强,陈金印,沈勇根,周明,朱凤妮,卢剑青. 食品工业科技. 2018(15)
[10]柑橘皮渣厌氧发酵的碱热预处理优化研究[J]. 席江,艾平,王殿龙,田启欢,段奇武,张衍林. 太阳能学报. 2018(07)
博士论文
[1]盐度和油脂对餐厨垃圾和剩余污泥厌氧发酵产短链脂肪酸的影响与机理[D]. 赵建伟.湖南大学 2018
硕士论文
[1]醇醚糖苷促进剩余污泥厌氧发酵产酸的研究[D]. 罗薇.湘潭大学 2018
本文编号：3019117
【文章来源】：江西理工大学江西省
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
脐橙废渣形貌分析
43]。因此，在厌氧15d时，通过宏基因组分类测序技术，分析比较了2#实验组（样本Y-1，脐橙废渣VS/剩余污泥VS=2.0）和对照组（样本Y-2，剩余污泥单独厌氧消化）的微生物群落。图4.11为Y-1和Y-2的古菌群落的变化。如图4.11(a)所示，Y-1和Y-2样本中，古菌群落shannon指数曲线均先迅速升高后趋于光滑平稳，说明所测定的数据足以包括古菌群落中所有主要物种[144]。如图4.11(b)所示，Y-1和Y-2样本的古菌群落仅有221个古菌种群相同，两个样本的古菌群落存在差异，引入脐橙废渣使剩余污泥厌氧消化的古菌群落结构规模变校(a)(b)图4.11Y-1和Y-2的古菌群落分析；(a)Shannon曲线和(b)Venn图图4.12Y-1和Y-2的古菌种群的变化。由图4.12可知，在门水平上，Y-1、Y-2样本的优势古菌门均为广古菌门(Euryarchaeota)。Y-2样本的甲烷杆菌纲(Methanobacteria)、甲烷微菌纲(Methanomicrobia)和瘤胃甲烷菌目(methanomassillicoccales)丰度占比分别为2.10%、74.29%和4.36%；Y-1样本的甲烷杆菌纲(Methanobacteria)、甲烷微菌纲(Methanomicrobia)和瘤胃甲烷菌目(methanomassillicoccales)丰度占比分别为76.63%、17.74%和3.60%。与Y-2样本相比，Y-1样本的甲烷杆菌纲(Methanobacteria)相对丰度提高了35.49倍，甲烷微菌纲(Methanomicrobia)相对丰度降低了76.1%，瘤胃甲烷菌目(methanomassillicoccales)相对丰度差别不大。引入脐橙废渣使剩余污泥厌氧消化系统的甲烷古菌群落结构发生了变化，甲烷古菌丰度总量增加；表明厌氧共消化系统的产甲烷性能并未得到抑制反而有所增强。在属水平上，由图4.12（b）知，Y-2样本的优势甲烷古菌属主要为甲烷丝菌属(Methanothrix)，属于甲烷微菌纲(Methanomicrobia)，相对丰度约为42.27%。通常，甲烷丝菌属主要消耗乙酸产生CH4。由图4.12（a）?
第四章脐橙废渣与剩余污泥厌氧共消化产VFA效果及厌氧性能研究51（a）（b）图4.13Y-1和Y-2的细菌群落分析；(a)Shannon曲线和(b)Venn图图4.14Y-1和Y-2的细菌种群的变化。在门水平上，Y-2样本的优势细菌门为变形菌门（Proteobacteria）、厚壁菌门（Fimicutes）、拟杆菌门（Bacteroidetes）和绿菌门（Chlorobi），其丰度分别为26.62%、9.14%、19.22%、17.20%；Y-1样本的优势细菌门为变形菌门（Proteobacteria）、厚壁菌门（Fimicutes）、放线菌门（Actinobacteria）和拟杆菌门（Bacteroidetes），其丰度分别为33.47%、42.46%、20.44%、和1.22%。与Y-2样本相比，Y-1样本的变形菌门（Proteobacteria）相对丰度提高了25.73%，厚壁菌门（Fimicutes）相对丰度提高了3.64倍，拟杆菌门（Bacteroidetes）相对丰度降低了93.65%，同时产生大量放线菌门（Actinobacteria）。相关报道，许多厚壁菌门和变形杆菌门类微生物在厌氧消化过程中产生乙酸[145,146]；一些放线菌门细菌可以产生蛋白酶、脂肪酶和多糖水解酶等胞外水解酶，为后期产酸产气提供更多易降解有机质[147]。变形菌门（Proteobacteria）、厚壁菌门（Fimicutes）和放线菌门（Actinobacteria）的大量增加是Y-1样本产生大量VFA的原因。在属水平上，由图4.14（b）知，Y-2样本的优势细菌主要为绿棒菌属（Chlorobaculum，7.83%）和厌氧醋菌属（Acetoanaerobium，2.88%）。绿棒菌属细菌（Chlorobaculum）又叫绿硫细菌，属于绿菌门（Chlorobi），通常存在无氧光照环境下，能进行光合作用。厌氧醋菌属细菌（Acetoanaerobium）属于厚壁菌群（Fimicutes）梭菌目（Clostridiales），是厌氧消化中间产物VFA的生产者之一[148]。由图4.14（a）知，Y-1样本的优势细菌主要为梭菌IV（ClostridiumIV，37.85%）、华
【参考文献】：
期刊论文
[1]不同pH条件下剩余污泥厌氧发酵过程中溶出物的释放[J]. 吕景花,李婉婷,万芸菲,王建信,李云蓓,姜继韶. 环境工程学报. 2019(06)
[2]剩余污泥与柑橘渣协同厌氧消化特性研究[J]. 赵婷,姜鑫,陈永栋,于青,唐立展,古励,何强. 环境科学与技术. 2019(05)
[3]不同预处理方式下剩余污泥中磷释放及有机物变化[J]. 胡德秀,张聪,张艳. 中国给水排水. 2019(07)
[4]污泥热水解厌氧消化与常规厌氧消化的运行比较[J]. 宋晓雅. 给水排水. 2019(03)
[5]污泥协同香蕉秸秆中温厌氧发酵中pH对产酸的影响[J]. 何顺,李忠棠,谭松凡,熊昊,冼萍,邓清华,刘琴,方晴,蒙政成. 环境工程. 2019(02)
[6]污泥和香蕉秸秆的配比对其厌氧消化特性的影响[J]. 刘琴,冼萍,何顺,黄宇钊,柏聪,周围. 环境污染与防治. 2019(01)
[7]锦橙皮渣膳食纤维微粉化及其功能特性分析[J]. 易甜,崔文文,王明锐,姚晶晶. 食品科学. 2019(10)
[8]热水解对农业废弃物-厨余共发酵产气的影响[J]. 李雪兵,金鹏康. 环境科学与技术. 2018(09)
[9]四个品种赣南脐橙果皮精油提取及挥发性成分分析[J]. 王强,陈金印,沈勇根,周明,朱凤妮,卢剑青. 食品工业科技. 2018(15)
[10]柑橘皮渣厌氧发酵的碱热预处理优化研究[J]. 席江,艾平,王殿龙,田启欢,段奇武,张衍林. 太阳能学报. 2018(07)
博士论文
[1]盐度和油脂对餐厨垃圾和剩余污泥厌氧发酵产短链脂肪酸的影响与机理[D]. 赵建伟.湖南大学 2018
硕士论文
[1]醇醚糖苷促进剩余污泥厌氧发酵产酸的研究[D]. 罗薇.湘潭大学 2018
本文编号：3019117
本文链接：https://www.wllwen.com/shoufeilunwen/boshibiyelunwen/3019117.html
