隨著國民環(huán)保意識的增強和環(huán)保標準的不斷收嚴,造紙工業(yè)的轉(zhuǎn)型升級迫在眉睫。廢紙造紙因其本身具有實現(xiàn)清潔化生產(chǎn)的潛力,已經(jīng)成為我國造紙業(yè)的重要組成部分。但在紙張抄造過程中為了降低成本,提高紙張質(zhì)量,會添加大量的碳酸鈣填料,導致廢水含有大量的鈣離子。厭氧消化時,顆粒污泥會發(fā)生鈣化,導致污泥活性降低,反應器處理能力減弱,嚴重時整個處理系統(tǒng)會發(fā)生崩潰。因此,顆粒污泥鈣化已經(jīng)成為廢紙造紙廢水厭氧消化的頑疾,亟待解決。分析發(fā)現(xiàn),在厭氧消化過程中,高鈣離子相當于一種抑制因子,其核心抑制是削弱污泥的產(chǎn)甲烷作用。那么反過來說,如果可以通過某些方法或技術手段強化污泥的產(chǎn)甲烷階段,富集并加快產(chǎn)甲烷菌的生長代謝,那么就有可能減輕高鈣離子的抑制作用,延緩鈣化。在鈣離子影響發(fā)揮途徑明確和強化產(chǎn)甲烷技術已經(jīng)優(yōu)化的基礎上,本研究將強化技術引入鈣化污泥體系,通過分析鈣化污泥的甲烷產(chǎn)量、理化性質(zhì)、生物活性、微生物群落結(jié)構以及產(chǎn)甲烷途徑等來驗證方法的可行性,試圖尋找一種更加高效、簡單的方法來緩解污泥鈣化。具體結(jié)論如下:第一部分,探究高鈣離子與胞外聚合物（EPS）的相互作用。結(jié)果顯示,高鈣離子可以改變胞外聚合物的組分、濃度和官... 

【文章來源】：廣西大學廣西壯族自治區(qū) 211工程院校

【文章頁數(shù)】：93 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

厭氧消化過程及相關菌群[36]

廣西大學碩士學位論文強化產(chǎn)甲烷技術緩解廢紙高鈣廢水厭氧處理中污泥鈣化的可行性及機理研究6初具體系，成果豐富，而且方法成熟、操作簡單。因此，本研究將其作為后續(xù)研究所需的產(chǎn)甲烷強化方法并加以綜述。1.4導電材料強化厭氧產(chǎn)甲烷的研究現(xiàn)狀1.4.1導電材料強化產(chǎn)甲烷的理論基礎圖1-2產(chǎn)甲烷過程中電子的傳遞方式[43]Fig.1-2Electrontransportduringmethanogenesis[43].了解導電材料強化產(chǎn)甲烷效能的作用機制是理解這種工藝手段的基本要求。據(jù)文獻顯示，2010年，Summers等人首次在厭氧反應器中觀察到Geobactermetallireducens和Geobactersulfurreducens在共培養(yǎng)條件下，可以借助C型細胞色素（Cytochromec,c-Cyts）實現(xiàn)直接種間電子傳遞（Directinterspecificelectrontransfer,DIET）[38]。這是一種全新的種間電子傳遞方式，一經(jīng)發(fā)現(xiàn)就成為研究的熱點。2011年至2014年，陸續(xù)有研究證實這種電子傳遞機制的存在，比如在厭氧反應器中發(fā)現(xiàn)地桿菌屬（Geobacter）和產(chǎn)甲烷毛發(fā)菌屬（Methanosaeta）之間就存在DIET[39]。此外，Methanosaetaharundinacea在以CO2為原料生成甲烷的過程中也被發(fā)現(xiàn)存在這種電子傳遞機制[40]。這些研究表明，在厭氧消化過程中不僅存在傳統(tǒng)意義上的種間甲酸轉(zhuǎn)移和種間氫轉(zhuǎn)移，還存在另一種電子轉(zhuǎn)移方式——直接種間電子轉(zhuǎn)移（圖1-1），即通過共享物理電連接在物種之間進行電子的細胞間轉(zhuǎn)移[41-43]。閱讀文獻可知，目前DIET產(chǎn)甲烷的胞外電子轉(zhuǎn)移方式有兩種，一種是借助活性介質(zhì)c-Cyts進行電子轉(zhuǎn)移，另一種則是通過導電菌的鞭毛pili傳遞電子[35]。同種間氫/甲酸轉(zhuǎn)移（遵循Fick擴散定律，導致電子傳遞受限）相比，DIET不需要電子穿梭體，也不需要合成氫/甲酸轉(zhuǎn)移所需的功能酶（氫化酶），打破了電子傳遞的限制，減少了不必要的能量

廣西大學碩士學位論文強化產(chǎn)甲烷技術緩解廢紙高鈣廢水厭氧處理中污泥鈣化的可行性及機理研究10EPS濃度、組成、官能團結(jié)構等的影響，解析鈣離子影響的發(fā)揮途徑，明晰EPS在厭氧消化中的作用和功能，為后續(xù)研究的開展奠定基矗（2）通過綜述文獻和總結(jié)前期研究，實驗把ACET和EPS做為強化產(chǎn)甲烷研究的主要添加物。探究ACET和EPS對顆粒污泥理化性質(zhì)、產(chǎn)甲烷能力和微生物群落結(jié)構等的影響，解析ACET和EPS的強化產(chǎn)甲烷機制，以便制定出更高效的方法來突破厭氧消化的技術瓶頸，為后續(xù)鈣化污泥的研究做前期準備。（3）在鈣離子影響發(fā)揮途徑明確和強化產(chǎn)甲烷技術已經(jīng)優(yōu)化的基礎上。將這種方法引入鈣化污泥體系，旨在探究強化產(chǎn)甲烷技術是否可以解除高鈣離子的抑制作用，達到延緩污泥鈣化和修復鈣化污泥的目的，并從污泥理化性質(zhì)、產(chǎn)甲烷能力、微生物群落結(jié)構等方面加以分析，解析ACET和EPS在鈣化污泥體系的作用機制，為鈣化污泥的處置提供新的思路。1.7.2技術路線圖圖1-3本研究的總體路線Fig.1-3Theoverviewroadmapofthisstudy.

【參考文獻】：
期刊論文
[1]某生產(chǎn)性IC反應器內(nèi)顆粒污泥鈣化規(guī)律的追蹤調(diào)研[J]. 汪琴,張安龍,侯銀萍.  中國造紙. 2020(02)
[2]淺析我國水資源可持續(xù)發(fā)展的現(xiàn)狀[J]. 吳函純.  國土與自然資源研究. 2019(03)
[3]中國造紙工業(yè)2018年度報告[J].   造紙信息. 2019(05)
[4]造紙廢水資源化和超低排放關鍵技術及應用[J]. 王雙飛.  中國造紙. 2017(08)
[5]廢紙造紙廢水“零排放”與封閉循環(huán)技術淺析[J]. 劉琳,張安龍,羅清.  造紙裝備及材料. 2016(04)
[6]水十條 水實條——對《水污染防治行動計劃》的解讀[J]. 石效卷,李璐,張濤.  環(huán)境保護科學. 2015(03)
[7]廢紙造紙廢水厭氧處理中降低反應器顆粒污泥鈣化的研究[J]. 薛方勤,孫振亮,錢明,付宏祥,趙雪峰.  中國造紙. 2015(02)
[8]Pb2+對生物膜胞外聚合物（EPS）的影響研究[J]. 江孟,胡學偉,李姝,張燕,李媛,蘇藝林.  安全與環(huán)境學報. 2014(04)
[9]福建頒布新的制漿造紙水污染物排放標準[J].   中華紙業(yè). 2013(05)
[10]廢紙造紙廢水結(jié)垢原因及防治對策研究[J]. 郭方崢,解林,劉偉京,涂勇,李多松,陸賢.  環(huán)境工程學報. 2010(12)

博士論文
[1]直接種間電子傳遞強化垃圾焚燒滲瀝液厭氧生物處理效能的研究[D]. 雷雨晴.北京林業(yè)大學 2019
[2]基于胞外電子傳遞作用強化污水厭氧產(chǎn)甲烷效能研究[D]. 蔡偉偉.哈爾濱工業(yè)大學 2018
[3]厭氧產(chǎn)甲烷強化方法及其對厭氧微生物群落的影響機制[D]. 郭澤沖.哈爾濱工業(yè)大學 2017
[4]活性污泥胞外聚合物吸附重金屬效能與機制研究[D]. 鄭蕾.哈爾濱工業(yè)大學 2006

碩士論文
[1]廢紙制漿造紙廢水脫鈣研究[D]. 馬書雨.廣西大學 2018
[2]生物電化學強化污泥厭氧消化產(chǎn)甲烷效能的研究[D]. 王萬瓊.哈爾濱工業(yè)大學 2018
[3]鐵氧化物對電化學活性微生物胞外聚合物的影響[D]. 陳琪.合肥工業(yè)大學 2018
[4]碳源對厭氧菌群產(chǎn)甲烷活性與電子傳遞途徑的影響研究[D]. 楊碩.山東建筑大學 2018
[5]胞外聚合物對厭氧氨氧化污泥性能的影響研究[D]. 郭靜.中國礦業(yè)大學 2017
[6]導電礦物材料對乙酸鈉厭氧產(chǎn)甲烷的影響[D]. 馮雪梅.合肥工業(yè)大學 2015
[7]新型兩級分離厭氧IC反應器處理制漿造紙廢水的運行研究[D]. 劉飛飛.鄭州大學 2012



本文編號：3306123