近年來,厭氧生物處理技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用,這主要是因?yàn)閰捬跎锾幚砑夹g(shù)在降解農(nóng)業(yè)廢棄物的同時能夠產(chǎn)生可利用的能源——沼氣,而且厭氧發(fā)酵后的沼液及沼渣可以作為農(nóng)作物肥料,這樣既實(shí)現(xiàn)了農(nóng)業(yè)廢棄物的能源化利用又解決了農(nóng)業(yè)廢棄物的環(huán)境污染問題。但是,在實(shí)際生產(chǎn)生活應(yīng)用中傳統(tǒng)的厭氧發(fā)酵技術(shù),也面臨著處理效果差、厭氧發(fā)酵產(chǎn)氣效率低等難題。而鐵以及其氧化物作為一種較好的還原劑,可以通過強(qiáng)化厭氧氛圍來提高產(chǎn)氣速率,增大產(chǎn)氣量,以此來強(qiáng)化厭氧消化的處理效果。為此,本論文主要研究ZVI(零價鐵)對蔬菜厭氧發(fā)酵產(chǎn)氣效率的影響、ZVI(零價鐵)和Fe_3O_4對豬糞廢水厭氧發(fā)酵產(chǎn)氣及銅鋅砷生物有效性的影響、ZVI(零價鐵)和Fe_3O_4對豬糞廢水連續(xù)發(fā)酵產(chǎn)氣效率的影響。得到以下結(jié)論:1.ZVI(零價鐵)對蔬菜厭氧發(fā)酵產(chǎn)氣效率的影響。通過設(shè)置R1(0g·L~(-1)ZVI)、R2(5g·L~(-1)ZVI)、R3(20g·L~(-1)ZVI)、R4(40g·L~(-1)ZVI)實(shí)驗(yàn)組,研究各組產(chǎn)氣效率。結(jié)果表明:經(jīng)過30天的厭氧發(fā)酵四組比產(chǎn)氣量分別為74.7±0.6(R1)、255.3±36.1(R2)、194.6±119.9(R3)、236.7±20.9(R4)m L·g~(-1)TS;比產(chǎn)甲烷量分別為47.8±0.5(R1)、169.3±23.9(R2)、128.7±79.4(R3)、128.3±18.3(R4)m L·g~(-1)TS。與R1相比,ZVI組的比產(chǎn)氣量分別提高了241.8%(R2)、160.5%(R3)、216.9%(R4);ZVI組的比產(chǎn)甲烷產(chǎn)量分別提高了254.2%(R2)、169.2%(R3)、168.4%(R4)。同時ZVI組厭氧發(fā)酵技術(shù)時間由21天縮短到18天。因此,零價鐵提高了蔬菜厭氧發(fā)酵的產(chǎn)氣效率和縮短了發(fā)酵技術(shù)時間,本實(shí)驗(yàn)最佳的零價鐵投加量5g·L~(-1)。2.ZVI(零價鐵)和Fe_3O_4對豬糞廢水厭氧發(fā)酵產(chǎn)氣效率的影響。通過設(shè)置R1(0g·L~(-1) ZVI)、R2(20g·L~(-1) ZVI)、R3(10g·L~(-1)Fe_3O_4)、R4(20g·L~(-1)ZVI和10g·L~(-1)Fe_3O_4)實(shí)驗(yàn)組,研究各組產(chǎn)氣效率。結(jié)果表明:經(jīng)過30天的厭氧發(fā)酵四組比產(chǎn)氣量分別為397.7±15.1(R1)、427.3±16.1(R2)、433.2±41.4(R3)、444.3±10.0(R4)m L·g~(-1)TS;比產(chǎn)甲烷量分別為236.1±8.8(R1)、282.7±11.1(R2)、287.7±27.2(R3)、298.0±7.0(R2)m L·g~(-1)TS。與R1相比,其他三組的比產(chǎn)氣量分別提高了7.4%(R2)、8.9%(R3)、11.7%(R4);比產(chǎn)甲烷產(chǎn)量分別提高了19.7%(R2)、21.9%(R3)、26.2%(R4)。結(jié)果表明通過投加零價鐵和四氧化三鐵可以不同程度的提高豬糞廢水厭氧發(fā)酵的產(chǎn)氣效率,當(dāng)零價鐵和四氧化三鐵同時投加于豬糞厭氧發(fā)酵系統(tǒng)時效果最佳。3.ZVI(零價鐵)和Fe_3O_4對豬糞廢水厭氧發(fā)酵過程中銅鋅砷生物有效性的影響。通過設(shè)置R1(0g·L~(-1)ZVI)、R2(20g·L~(-1)ZVI)、R3(10g·L~(-1)Fe_3O_4)、R4(20g·L~(-1)ZVI和10g·L~(-1)Fe_3O_4)實(shí)驗(yàn)組,研究各組銅鋅砷的生物有效性。結(jié)果表明:經(jīng)過30天的厭氧發(fā)酵,在實(shí)驗(yàn)結(jié)束時各組銅的三種形態(tài)(可交換態(tài)、碳酸鹽結(jié)合態(tài)和鐵錳氧化物結(jié)合態(tài))濃度之和分別為58.1(R1)mg·kg~(-1)、10.9(R2)mg·kg~(-1)、28.1(R3)mg·kg~(-1)、14.0(R4)mg·kg~(-1);鋅的三種形態(tài)(可交換態(tài)、碳酸鹽結(jié)合態(tài)和鐵錳氧化物結(jié)合態(tài))濃度之和分別為705.8(R1)mg·kg~(-1)、468.7(R2)mg·kg~(-1)、541.8(R3)mg·kg~(-1)、418.1(R4)mg·kg~(-1);砷的三種形態(tài)(可交換態(tài)、碳酸鹽結(jié)合態(tài)和鐵錳氧化物結(jié)合態(tài))濃度之和分別為17.7(R1)mg·kg~(-1)、12.3(R2)mg·kg~(-1)、14.7(R3)mg·kg~(-1)、10.75(R4)mg·kg~(-1)。與R1比,其他三組銅的生物有效性分別降低73.45%(R2)、-33.9%(R3)、60.45%(R4);鋅的生物有效性分別降低了8.9%(R2)、15.9%(R3)、17.7%(R4);砷的生物有效性分別降低了24.9%(R2)、-62.2%(R3)、2.7%(R4);這說明零價鐵可以降低豬糞厭氧發(fā)酵沼渣中銅鋅砷的生物有效性,但是四氧化三鐵對豬糞厭氧發(fā)酵液中銅砷的生物有效性有提高作用。4.ZVI(零價鐵)和Fe_3O_4對豬糞廢水連續(xù)發(fā)酵產(chǎn)氣效率的影響的初步研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:在高負(fù)荷和中負(fù)荷條件下零價鐵對厭氧發(fā)酵產(chǎn)氣有抑制作用,而且抑制作用大小與零價鐵的投加量成正比。但是在高負(fù)荷和中負(fù)荷條件下四氧化三鐵對厭氧發(fā)酵產(chǎn)氣都有促進(jìn)作用。在低負(fù)荷條件下零價鐵和四氧化三鐵對厭氧發(fā)酵產(chǎn)氣效果無顯著影響。并且每組中低負(fù)荷下單位COD產(chǎn)氣量都是最高,其次是中負(fù)荷,高負(fù)荷下每組的單位COD產(chǎn)氣量最低。
【學(xué)位單位】：安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2016
【中圖分類】：S216.4
【文章目錄】：
摘要
Abstract
符號說明
1.緒論
    1.1 蔬菜廢棄物特性及其厭氧發(fā)酵概述
    1.2 豬糞廢水特性及其厭氧發(fā)酵概述
    1.3 厭氧發(fā)酵概述
        1.3.1 厭氧發(fā)酵的基本原理
        1.3.2 厭氧發(fā)酵的影響因素
    1.4 零價鐵強(qiáng)化厭氧技術(shù)產(chǎn)氣概述
        1.4.1 零價鐵技術(shù)的概述
        1.4.2 零價鐵技術(shù)的研究進(jìn)展
    1.5 研究的目的、意義和內(nèi)容
        1.5.1 課題研究的目的及意義
        1.5.2 課題研究的內(nèi)容
2.實(shí)驗(yàn)材料、方法與內(nèi)容
    2.1 實(shí)驗(yàn)材料
        2.1.1 實(shí)驗(yàn)原料及污泥
        2.1.2 實(shí)驗(yàn)裝置
        2.1.3 主要實(shí)驗(yàn)儀器
        2.1.4 主要實(shí)驗(yàn)試劑
    2.2 實(shí)驗(yàn)方案
        2.2.1 ZVI對蔬菜厭氧發(fā)酵產(chǎn)氣效率的影響
3O₄對豬糞厭氧發(fā)酵產(chǎn)氣及銅鋅砷生物有效性的影響'>        2.2.2 ZVI和Fe₃O₄對豬糞厭氧發(fā)酵產(chǎn)氣及銅鋅砷生物有效性的影響
3O₄對豬糞廢水連續(xù)發(fā)酵產(chǎn)氣效率的影響'>        2.2.3 ZVI和Fe₃O₄對豬糞廢水連續(xù)發(fā)酵產(chǎn)氣效率的影響
    2.3 分析項(xiàng)目及檢測方法
    2.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計
3. 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與數(shù)據(jù)分析
    3.1 零價鐵對蔬菜厭氧發(fā)酵產(chǎn)氣效率的影響
        3.1.1 產(chǎn)氣效率的影響
        3.1.2 產(chǎn)氣動力學(xué)的影響
        3.1.3 厭氧發(fā)酵工藝穩(wěn)定性的影響
3O₄對豬糞厭氧發(fā)酵產(chǎn)氣及銅鋅砷生物有效性的影響'>    3.2 ZVI和Fe₃O₄對豬糞厭氧發(fā)酵產(chǎn)氣及銅鋅砷生物有效性的影響
        3.2.1 產(chǎn)氣效率的影響
        3.2.2 產(chǎn)氣動力學(xué)的影響
        3.2.3 厭氧發(fā)酵工藝穩(wěn)定性的影響
        3.2.4 銅鋅砷生物有效性的影響
3O₄對豬糞廢水連續(xù)發(fā)酵產(chǎn)氣效率的影響'>    3.3 ZVI和Fe₃O₄對豬糞廢水連續(xù)發(fā)酵產(chǎn)氣效率的影響
        3.3.1 產(chǎn)氣效率的影響
        3.3.2 厭氧發(fā)酵工藝穩(wěn)定性的影響
4.討論
5.結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
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