微量金屬元素對微生物生長代謝有很重要的影響,相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)鐵元素可以促進(jìn)厭氧消化過程,但未見其對高含固污泥（含固率處于8²0%之間）厭氧消化的相關(guān)系統(tǒng)性報道。本文研究所采用的污泥含固率處于10%左右,首先通過批式實驗研究鐵碳微電解對高含固污泥厭氧系統(tǒng)的影響作用,并對其機理進(jìn)行了探討,其次利用批式實驗和連續(xù)流攪拌反應(yīng)器（continuous stirred tank reactor,CSTR）連續(xù)流實驗,對比性地研究了FeCl₃和FeCl₂對高含固污泥厭氧消化的影響及機制。主要結(jié)果如下:（1）鐵碳微電解可以提高污泥厭氧消化產(chǎn)甲烷效果,增強污泥的有機物降解。當(dāng)Fe/C比例達(dá)到10:1時,沼氣中的甲烷濃度達(dá)到68.8%,污泥中的總化學(xué)需氧量（total chemical oxygen demand,TCOD）和溶解性化學(xué)需氧量（soluble chemical oxygen demand,SCOD）降解率分別達(dá)到80.4%和70.2%。（2）投加FeCl₃或FeCl₂有利于高含固污泥厭... 

【文章來源】：華南理工大學(xué)廣東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：86 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

剩余污泥的組成成分Fig.1-1Compositionofexcesssludge相組分溶解性物質(zhì)表面水結(jié)合水

圖 1-2 厭氧消化過程Fig. 1-2 Process of anaerobic digestion（1）水解酸化階段水解過程中，復(fù)雜難溶性的大分子有機物（蛋白質(zhì)、多糖和脂肪等），在微生物水解酶的作用下轉(zhuǎn)化為簡單溶解性小分子有機物，然后水解后的產(chǎn)物又被產(chǎn)酸菌分解成短鏈脂肪酸（如丙酸、丁酸和乳酸等）和醇類等。（2）產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸階段在產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸階段起主要作用的微生物主要包括產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌和同型產(chǎn)乙酸菌，兩者會將水解酸化階段產(chǎn)生的短鏈脂肪酸等，進(jìn)一步分解轉(zhuǎn)化成乙酸。從表 1-1 可以看到，在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，丙酸、丁酸、戊酸和乙醇的產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸反應(yīng)的吉布斯自由能均大于零，反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行，只有在產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌和產(chǎn)甲烷菌的耦合作用下，產(chǎn)甲烷菌逐漸消耗體系中的氫氣，反應(yīng)才能正向進(jìn)行[16]。前兩個階段的各類產(chǎn)物中乙酸占到 70%以上[17]。

3.3.1 鐵碳微電解對產(chǎn)氣的影響本部分實驗向污泥中投加不同比例的零價鐵粉和活性炭，每天記錄產(chǎn)氣量，并進(jìn)行氣體組分分析，CH4和 CO2的日均產(chǎn)氣量和累積產(chǎn)氣量見圖 3-2。其中，D 的 CH4最高日均產(chǎn)氣量達(dá)到 11.5 mL/g VS，相比空白組高出 41.1%，此外，空白組的最高日均產(chǎn)氣量出現(xiàn)在第 15 天，而 D 的出現(xiàn)在第 9 天，可見投加鐵粉和活性炭不僅增加了甲烷日均產(chǎn)氣量，而且加快了產(chǎn)甲烷的速率。從甲烷累積產(chǎn)氣量來看，A、B、C、D 的甲烷累積產(chǎn)氣量相比于空白組，分別增加了 3.8%、9.9%、17.2%、37.6%，最高累積產(chǎn)氣量同樣出現(xiàn)在 D 中，達(dá)到了 132.1 mL/g VS。本研究結(jié)果與相關(guān)文獻(xiàn)報道的中溫厭氧消化產(chǎn)甲烷效果存在差異，見表 3-2，這可能與污泥的自身性質(zhì)、反應(yīng)的條件以及反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)等有關(guān)。

【參考文獻(xiàn)】：
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博士論文
[1]污泥破解預(yù)處理技術(shù)和破解后污泥厭氧消化效能研究[D]. 尚夢.武漢大學(xué) 2009

碩士論文
[1]零價鐵強化厭氧丙酸轉(zhuǎn)化乙酸過程的研究[D]. 孟旭升.大連理工大學(xué) 2013



本文編號：2993366