污泥基生物炭对污泥中温厌氧消化性能及微生物群落的影响研究

发布时间：2023-04-01 13:44

　　厌氧消化能同时实现有机物的降解和能量回收,被认为是一种很有前途的剩余污泥(WAS)处理方法。为了促进污泥的厌氧消化并获得更多的沼气产量,学者们广泛通过向消化反应器中添加生物炭等强化剂,来实现厌氧消化过程的强化。本实验中,采用污水处理厂剩余污泥作为原材料,通过水热碳化法和热解碳化法,在不同条件下制备了两种污泥基生物炭,即污泥水热炭(HC)和污泥热解炭(PC);并以污泥基生物炭为添加物,探究了不同污泥生物炭对污泥厌氧消化产酸和产甲烷过程的影响。污泥厌氧消化过程中的细菌和古菌种群,特别是参与直接种间电子转移(DIET)的微生物种群,其丰度和多样性也得到了研究和分析。本实验主要研究结论如下:(1)生物炭红外光谱表明,水热碳化保留了原材料的大部分表面官能团。三维荧光光谱分析也同样证明,水热炭保留了较多的腐殖质类物质。而在热解碳化过程中,当热解温度上升至700℃,热解污泥炭表面官能团大部分已经被分解破坏。相比较于污泥热解炭,污泥水热炭具有较高的比表面积,HC180的比表面积和孔体积最大(分别为58.01 m2/g和0.31 cm3/g)。这可能是污泥颗粒的絮凝状结构,在干热解下会强烈收缩,不利于形...

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【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 剩余污泥及其处理与处置
        1.1.1 剩余污泥
        1.1.2 剩余污泥处理与处置技术
    1.2 污泥厌氧消化处理及其强化
    1.3 生物炭的制备与应用
        1.3.1 生物炭的制备
        1.3.2 生物炭的应用
        1.3.3 生物炭强化厌氧消化及其机理
    1.4 研究目的、意义及主要内容
        1.4.1 研究目的与意义
        1.4.2 研究内容
        1.4.3 技术路线
第2章 实验材料和方法
    2.1 实验材料与仪器
        2.1.1 实验污泥和接种物
        2.1.2 化学分析试剂
        2.1.3 实验仪器
    2.2 实验方法
        2.2.1 污泥生物炭的制备
        2.2.2 污泥厌氧消化产甲烷实验
    2.3 取样及测定分析方法
        2.3.1 取样方法
        2.3.2 生物炭表征
        2.3.3 厌氧发酵理化分析方法
        2.3.4 微生物种群分析
    2.4 数据分析方法
第3章 不同污泥基生物炭理化特性比较
    3.1 实验内容和目的
    3.2 实验结果与讨论
        3.2.1 不同生物炭红外光谱分析
        3.2.2 不同生物炭的三维荧光分析
        3.2.3 比表面积、孔体积和孔径
        3.2.4 pH、EC和 DOC
    3.3 本章小结
第4章 不同生物炭对污泥厌氧消化的影响
    4.1 实验内容和目的
    4.2 实验结果与讨论
        4.2.1 污泥生物炭对污泥厌氧产甲烷的影响
        4.2.2 污泥生物炭对污泥水解酸化的影响
        4.2.3 污泥生物炭对厌氧消化体系性质的影响
    4.3 本章小结
第5章 不同生物炭对厌氧体系微生物种群的影响
    5.1 实验内容和目的
    5.2 实验结果与讨论
        5.2.1 污泥生物炭对污泥厌氧微生物种群的影响
        5.2.2 污泥生物炭对DIET微生物的影响
        5.2.3 污泥水热炭促进剩余污泥厌氧消化的机理
    5.3 本章小结
结论
参考文献
附录A攻读学位期间发表的论文目录
致谢



本文编号：3777247