剩余污泥高温微氧溶胞预处理及其发酵产酸性能研究
发布时间：2023-02-11 13:26
近年，由于污水处理过程中产生大量的剩余污泥，其处理处置及资源化成为全球共同关注的焦点。由于剩余污泥水解是污泥消化的限速步骤，因此本文采用高温微氧溶胞预处理方法和微生物群落解析手段，探索对剩余活性污泥水解及发酵产酸性能提高的可行性，考察反应体系中微生物细胞的溶解效能。 通过对实验组反应器进行梯度曝气，获得最佳曝气条件，进一步优化反应温度，并采用大肠杆菌为模式菌株，模拟预处理实验，应用聚丙烯酰胺凝胶电泳（SDS-PAGE）技术观察大肠杆菌预处理前后蛋白溶出情况。根据优化的参数条件分别对活性污泥和大肠杆菌进行电镜扫描，观察高温微氧预处理条件对微生物的形态结构的影响。 研究结果表明，当温度为70℃，曝气量为0.07vvm时，处理时间24h时实验组预处理效果明显，对剩余污泥具有较好的溶胞作用；大肠杆菌经高温微氧预处理后，在上清液检测到蛋白条带，大肠杆菌细胞壁被裂解，进一步证明高温微氧法预处理对剩余污泥具有较好的溶胞作用，促进大分子有机物溶出细胞壁，作为营养物质被产酸发酵微生物利用；结合电镜扫描结果，证实高温微氧预处理剩余污泥对微生物细胞及菌胶团的溶胞和水解作用显著。 对高温微氧预处理后的剩余污泥...
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题背景及研究目的和意义
1.1.1 课题研究背景
1.1.2 研究目的和意义
1.2 剩余污泥处理处置方法
1.2.1 剩余活性污泥的理化性质
1.2.2 剩余污泥处理方法研究现状
1.2.3 剩余污泥处置方法研究现状
1.3 剩余活性污泥预处理技术研究现状
1.3.1 剩余活性污泥预处理技术的方法和分类
1.3.2 剩余污泥中细菌细胞壁结构
1.3.3 剩余污泥预处理溶胞技术的分类及特点
1.4 高温微氧溶胞预处理剩余污泥对厌氧发酵产酸的促进作用
1.4.1 高温预处理对剩余活性污泥溶胞效果的研究进展
1.4.2 微氧预处理对剩余污泥溶胞效果的研究进展
1.4.3 高温微氧溶胞技术对剩余污泥发酵产酸的促进作用
1.5 剩余污泥发酵产酸微生物群落特征研究概况
1.5.1 剩余活性污泥厌氧发酵产酸微生物学研究进展
1.5.2 分子生物学技术在解析污泥微生物群落特征中的应用
1.6 本文研究内容
1.7 技术路线
第2章 试验材料与方法
2.1 试验材料
2.1.1 试验用泥
2.1.2 试验用菌
2.2 试验装置
2.2.1 高温微氧预处理装置
2.2.2 中温厌氧发酵装置
2.2.3 电泳装置
2.3 试验方法与设计
2.3.1 剩余污泥曝气量优化试验设计
2.3.2 剩余污泥高温条件优化试验设计
2.3.3 高温微氧预处理对细菌蛋白溶出影响试验设计
2.3.4 高温微氧预处理剩余污泥发酵产酸试验设计
2.3.5 剩余污泥厌氧发酵产酸体系微生物群落多样性分析
2.4 测试项目及分析方法
2.4.1 溶解性有机质的测定
2.4.2 挥发酸的测定
2.4.3 电镜扫描（SEM）观察及处理方法
2.4.4 其他测试项目及方法
第3章 高温微氧溶胞条件优化及对纯培养细菌蛋白溶出分析
3.1 高温微氧预处理剩余污泥曝气量参数优化
3.1.1 曝气量对剩余污泥内总蛋白和总糖浓度变化的影响
3.1.2 曝气量对剩余污泥内溶解性 COD 变化的影响
3.2 高温微氧预处理剩余污泥温度参数优化
3.2.1 温度对剩余污泥内溶解性总蛋白和总糖溶出效果的影响
3.2.2 温度对剩余污泥内溶解性 COD 变化的影响
3.3 高温微氧预处理对纯培养细菌蛋白溶出的影响
3.4 微生物形态及活性分析
3.4.1 剩余污泥高温微氧预处理 24h 微生物电镜形态观察
3.4.2 大肠杆菌高温微氧预处理 24h 电镜形态观察
3.5 本章小结
第4章 高温微氧预处理剩余污泥发酵产酸及微生物群落解析
4.1 剩余污泥发酵产酸溶解性有机质的变化
4.1.1 溶解性蛋白质的变化
4.1.2 溶解性总糖的变化
4.1.3 溶解性 COD 的变化
4.2. 挥发酸产量及其组成的变化
4.2.1 总挥发酸产量的变化
4.2.2 挥发酸各组分的变化
4.3 氨氮和磷的释放规律
4.4 剩余污泥厌氧发酵产酸体系微生物群落解析
4.5 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
致谢
本文编号：3740466
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题背景及研究目的和意义
1.1.1 课题研究背景
1.1.2 研究目的和意义
1.2 剩余污泥处理处置方法
1.2.1 剩余活性污泥的理化性质
1.2.2 剩余污泥处理方法研究现状
1.2.3 剩余污泥处置方法研究现状
1.3 剩余活性污泥预处理技术研究现状
1.3.1 剩余活性污泥预处理技术的方法和分类
1.3.2 剩余污泥中细菌细胞壁结构
1.3.3 剩余污泥预处理溶胞技术的分类及特点
1.4 高温微氧溶胞预处理剩余污泥对厌氧发酵产酸的促进作用
1.4.1 高温预处理对剩余活性污泥溶胞效果的研究进展
1.4.2 微氧预处理对剩余污泥溶胞效果的研究进展
1.4.3 高温微氧溶胞技术对剩余污泥发酵产酸的促进作用
1.5 剩余污泥发酵产酸微生物群落特征研究概况
1.5.1 剩余活性污泥厌氧发酵产酸微生物学研究进展
1.5.2 分子生物学技术在解析污泥微生物群落特征中的应用
1.6 本文研究内容
1.7 技术路线
第2章 试验材料与方法
2.1 试验材料
2.1.1 试验用泥
2.1.2 试验用菌
2.2 试验装置
2.2.1 高温微氧预处理装置
2.2.2 中温厌氧发酵装置
2.2.3 电泳装置
2.3 试验方法与设计
2.3.1 剩余污泥曝气量优化试验设计
2.3.2 剩余污泥高温条件优化试验设计
2.3.3 高温微氧预处理对细菌蛋白溶出影响试验设计
2.3.4 高温微氧预处理剩余污泥发酵产酸试验设计
2.3.5 剩余污泥厌氧发酵产酸体系微生物群落多样性分析
2.4 测试项目及分析方法
2.4.1 溶解性有机质的测定
2.4.2 挥发酸的测定
2.4.3 电镜扫描（SEM）观察及处理方法
2.4.4 其他测试项目及方法
第3章 高温微氧溶胞条件优化及对纯培养细菌蛋白溶出分析
3.1 高温微氧预处理剩余污泥曝气量参数优化
3.1.1 曝气量对剩余污泥内总蛋白和总糖浓度变化的影响
3.1.2 曝气量对剩余污泥内溶解性 COD 变化的影响
3.2 高温微氧预处理剩余污泥温度参数优化
3.2.1 温度对剩余污泥内溶解性总蛋白和总糖溶出效果的影响
3.2.2 温度对剩余污泥内溶解性 COD 变化的影响
3.3 高温微氧预处理对纯培养细菌蛋白溶出的影响
3.4 微生物形态及活性分析
3.4.1 剩余污泥高温微氧预处理 24h 微生物电镜形态观察
3.4.2 大肠杆菌高温微氧预处理 24h 电镜形态观察
3.5 本章小结
第4章 高温微氧预处理剩余污泥发酵产酸及微生物群落解析
4.1 剩余污泥发酵产酸溶解性有机质的变化
4.1.1 溶解性蛋白质的变化
4.1.2 溶解性总糖的变化
4.1.3 溶解性 COD 的变化
4.2. 挥发酸产量及其组成的变化
4.2.1 总挥发酸产量的变化
4.2.2 挥发酸各组分的变化
4.3 氨氮和磷的释放规律
4.4 剩余污泥厌氧发酵产酸体系微生物群落解析
4.5 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
致谢
本文编号：3740466
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