發(fā)布時間：2017-08-06 14:05

  本文關(guān)鍵詞：錳礦石人工濕地中甲烷厭氧氧化及錳價態(tài)變化研究

  更多相關(guān)文章： 人工濕地 甲烷厭氧氧化 天然錳礦石 二價錳

【摘要】：在全球變暖是熱點研究課題情況下,甲烷的產(chǎn)生和排放的相關(guān)研究引起了廣泛關(guān)注。甲烷厭氧氧化是地球上減少甲烷排放量的一個重要途徑,至少在現(xiàn)在的甲烷水平上減少了10%-60%。因此甲烷厭氧氧化可有效地減少甲烷排放量,減緩因溫室效應(yīng)而帶來的全球氣候變暖。濕地甲烷氧化是控制濕地甲烷排放的重要環(huán)節(jié),對于最終減少濕地甲烷排放的影響巨大。實驗中以天然錳礦石和普通砂礫作為濕地裝置填料基質(zhì),采用對比試驗,在厭氧條件下,開展了一年半的室內(nèi)實驗研究,觀察不同反應(yīng)器內(nèi)甲烷的產(chǎn)生情況,探究濕地甲烷產(chǎn)生及甲烷厭氧氧化效果、錳礦石濕地甲烷厭氧氧化發(fā)生的主要機理及錳的價態(tài)變化及循環(huán)等,得到以下研究成果:(1)通過對比分析,錳礦石濕地對于污水中的COD及TP的去除具有良好的效果,去除率都在90%以上。(2)對比分析實驗期間錳礦石和砂礫濕地氣樣中CH_4含量,錳礦石人工濕地中基本上檢測不到CH_4的存在,礫石組中能夠檢測到CH_4,并兩個裝置中都發(fā)現(xiàn)了產(chǎn)甲烷菌,說明天然錳礦石濕地裝置中,發(fā)生了甲烷厭氧氧化(AOM)反應(yīng)消耗了CH_4,錳礦石人工濕地對CH_4的去除具有很明顯的效果。(3)通過對比錳礦石和砂礫濕地中pH值、Mn~（2+）濃度隨著培養(yǎng)時間增多的變化情況及甲烷CH_4的產(chǎn)生量;推斷在錳礦石裝置中MnO_2作為電子受體氧化了CH_4:小組成員在后續(xù)實驗中觀察到金屬還原菌,驗證了在錳礦石濕地中二價錳增多的現(xiàn)象。(4)錳礦石組中Mn~（2+）的濃度與普通礫石組中CH_4的相關(guān)性分析中,發(fā)現(xiàn)二者具有極大相關(guān)性。并且錳礦石組中被MnO_2氧化消耗的CH_4遠(yuǎn)比普通礫石中產(chǎn)生的CH_4少,原因可能是在錳礦石組中厭氧金屬還原菌與產(chǎn)甲烷菌有競爭關(guān)系,抑制了甲烷的產(chǎn)生。(5)裝置最底部的完全厭氧環(huán)境中,更適宜將MnO_2還原成Mn~（2+）;培養(yǎng)五天后,四個取樣點Mn~（2+）的濃度與培養(yǎng)兩天后各取樣點Mn~（2+）的濃度相比較都有所下降;考慮到測量誤差等原因,還是可以推斷在培養(yǎng)期間植物根系部位存在部分Mn~（2+）被氧化成了MnO_2的可能性。(6)通過對比分析,發(fā)現(xiàn)錳礦物濕地中的培養(yǎng)七個月后的根系部位及裝置底部的錳礦石還有新鮮錳礦石三者成分相差不大。
【關(guān)鍵詞】：人工濕地 甲烷厭氧氧化 天然錳礦石 二價錳
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：X703
【目錄】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-8
• 1 緒論8-20
• 1.1 課題研究背景8-9
• 1.2 研究現(xiàn)狀9-16
• 1.2.1 甲烷厭氧氧化研究歷程9-13
• 1.2.2 高價錳驅(qū)動的甲烷厭氧氧化研究歷程13-16
• 1.3 實驗研究的目的、意義16-17
• 1.3.1 實驗研究的目的16
• 1.3.2 研究意義16-17
• 1.4 實驗研究的主要內(nèi)容及技術(shù)路線17-20
• 1.4.1 濕地填料選擇及其性質(zhì)17
• 1.4.2 實驗內(nèi)容17-18
• 1.4.3 技術(shù)路線18-20
• 2 實驗方案和實驗材料20-30
• 2.1 實驗設(shè)計20-25
• 2.1.1 實驗裝置20-23
• 2.1.2 實驗階段23-24
• 2.1.3 實驗步驟24-25
• 2.2 研究方法25-26
• 2.2.1 指標(biāo)測量方法25-26
• 2.2.2 數(shù)據(jù)處理方法26
• 2.3 實驗材料及設(shè)備26-30
• 2.3.1 實驗藥品、試劑與材料26-28
• 2.3.2 實驗儀器及設(shè)備28-30
• 3 天然錳礦石人工濕地甲烷厭氧氧化效果研究30-56
• 3.1 適應(yīng)期及穩(wěn)定期反應(yīng)器中各項指標(biāo)分析30-49
• 3.1.1 人工濕地中COD處理率的分析30-32
• 3.1.2 人工濕地中NH_4~+-N去除率分析32-34
• 3.1.3 人工濕地中NO_2~--N濃度分析34-40
• 3.1.4 人工濕地中NO_3~--N濃度分析40-46
• 3.1.5 人工濕地中TP去除率分析46-48
• 3.1.6 人工濕地中pH變化分析48-49
• 3.2 人工濕地中甲烷厭氧氧化效果分析49-54
• 3.2.1 甲烷去除效果比較分析49-51
• 3.2.2 人工濕地去除甲烷機理分析51-54
• 3.3 本章小結(jié)54-56
• 4 天然錳礦石人工濕地甲烷厭氧氧化中錳循環(huán)研究56-66
• 4.1 四價錳和二價錳的價態(tài)轉(zhuǎn)換56-59
• 4.2 錳礦石組中Mn~（2+）的濃度與普通礫石組中CH4的相關(guān)性分析59-60
• 4.3 錳礦物表面的的XRD分析60-63
• 4.4 本章小結(jié)63-66
• 5 結(jié)論與建議66-68
• 5.1 結(jié)論66-67
• 5.2 建議67-68
• 致謝68-70
• 參考文獻70-75

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本文編號：630112