甲烷菌優(yōu)化吸附—生物降解厭氧序批式反應(yīng)器(AB-ASBR)的研究
發(fā)布時(shí)間:2021-03-28 02:17
厭氧序批式反應(yīng)器(ASBR)因其能夠形成顆粒污泥,有較大的進(jìn)水濃度適應(yīng)范圍和靈活的操作方式,在國內(nèi)外被逐步廣泛應(yīng)用到各種廢水的處理中。然而,由于該反應(yīng)器內(nèi)優(yōu)勢菌群不穩(wěn)定,出水還需好氧后續(xù)處理,其經(jīng)濟(jì)潛能尚未充分發(fā)揮。針對ASBR工藝中存在的缺陷,本文研究開發(fā)了一種新型廢水處理工藝——吸附—生物降解厭氧序批式反應(yīng)器(AB-ASBR)。對AB-ASBR的啟動(dòng)及其運(yùn)行模式和工藝參數(shù)的研究得出如下結(jié)論:1. AB-ASBR工藝A段運(yùn)行模式為“進(jìn)水—吸附—沉降—排水—再生”,B段運(yùn)行模式為“進(jìn)水—反應(yīng)—沉降—排水”。A段反應(yīng)器和B段反應(yīng)器中污泥顆;,在AB-ASBR工藝模式下運(yùn)行一段時(shí)間,可以實(shí)現(xiàn)兩段反應(yīng)器中甲烷菌群優(yōu)化。由半飽和常數(shù)計(jì)算結(jié)果:A段反應(yīng)器Ks(1.83mmol)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于B段反應(yīng)器Ks(0.05mmol);結(jié)合顆粒污泥掃描電鏡照片和A、B兩段反應(yīng)器中顆粒污泥的革蘭氏染色結(jié)果,都說明:A段反應(yīng)器以甲烷八疊球菌為優(yōu)勢菌;B段反應(yīng)器以甲烷絲菌為優(yōu)勢菌。兩段反應(yīng)器中甲烷菌群的優(yōu)化將有利于AB-ASBR工藝進(jìn)水負(fù)荷的增加和出水水質(zhì)的提高。2.以奶粉為基質(zhì)配置廢水,通過對反應(yīng)過程中COD、...
【文章來源】:太原理工大學(xué)山西省 211工程院校
【文章頁數(shù)】:218 頁
【學(xué)位級別】:博士
【部分圖文】:
圖2-1兩階段厭氧消化過程示意圖
厭氧消化過程兩階段理論這一觀點(diǎn),幾十年來一直占統(tǒng)治地位,在國內(nèi)外有關(guān)厭氧消化的專著和教科書中一直被廣泛應(yīng)用。但隨著厭氧微生物學(xué)研究的不斷進(jìn)展,對厭氧消化的生物學(xué)過程和生化過程認(rèn)識的不斷深化,厭氧消化理論得到不斷發(fā)展。Bryant 于 1979 年提出了厭氧消化的三階段理論,根據(jù)微生物的生理種群,將有機(jī)物的厭氧降解過程劃分為如圖 2-2 所示的 3 個(gè)典型階段,即水解酸化階段、產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸階段和產(chǎn)甲烷階段。三階段理論認(rèn)為有機(jī)物的厭氧消化是由水解和發(fā)酵細(xì)菌、產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸細(xì)菌,產(chǎn)甲烷菌三大類微生物共同完成的。在水解發(fā)酵階段,復(fù)雜的有機(jī)物首先被分解為簡單的糖類、氨基酸和脂肪酸等,繼而在產(chǎn)酸菌作用下轉(zhuǎn)化為低分子有機(jī)酸乙酸、丙酸、丁酸和醇類。在產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸階段,產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌將第一階段除去乙酸、甲醇、甲酸外的中間產(chǎn)物轉(zhuǎn)化為乙酸和氫,并產(chǎn)生 CO2。第三階段,產(chǎn)甲烷菌將乙酸、H2和 CO2等轉(zhuǎn)化為甲烷。
圖 2-3 四階段厭氧消化過程示意圖Fig.2-3 Anaerobic digestion process in four phases上述內(nèi)容表明,對厭氧消化過程的認(rèn)識,經(jīng)過了漫長的歲月。從 Omeliansky 的菌學(xué)說,到兩階段假設(shè),以后才有產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸茵和氫營養(yǎng)型乙酸菌及互營聯(lián)合和種轉(zhuǎn)移的發(fā)現(xiàn),有人稱這些菌群的發(fā)現(xiàn)為三階段、四階段理論。直到 1988 年,S.H.Zin第五屆國際厭氧消化討論會上提出的厭氧消化器中由復(fù)雜有機(jī)物形成甲烷的碳素五群菌模式,才為大家所公認(rèn)(見圖 2-4)。不溶性有機(jī)物,如多糖、蛋白質(zhì)、脂須由發(fā)酵性細(xì)菌(類群 1)的作用,水解成可溶性物質(zhì)如寡糖和單糖,多肽如氨基游離脂肪酸。然后這些可溶性產(chǎn)物被發(fā)酵性細(xì)菌吸人細(xì)胞內(nèi),并將其發(fā)酵,主要產(chǎn)有機(jī)酸及氫和二氧化碳等。高于乙酸的脂肪酸,以及其他一些有機(jī)酸和醇類由產(chǎn)氫(還原)產(chǎn)乙酸菌(類群 2)轉(zhuǎn)化為乙酸、氫和二氧化碳。這兩菌群作用是轉(zhuǎn)化復(fù)雜
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]厭氧顆粒污泥對有機(jī)物的初期吸附[J]. 徐宏英,李亞新,岳秀萍,劉美霞,王慕華,蘇檳楠. 環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào). 2008(09)
[2]pH對厭氧顆粒污泥吸附4-氯酚的影響[J]. 郜瑞瑩,王建龍. 環(huán)境科學(xué). 2007(04)
[3]好氧顆粒污泥吸附重金屬Cd(Ⅱ)的研究[J]. 楊學(xué)耀,李進(jìn),李久義,李強(qiáng). 工業(yè)用水與廢水. 2007(01)
[4]染料的生物污泥吸附[J]. 孔旺盛,劉燕. 化學(xué)通報(bào). 2007(02)
[5]五氯苯酚在厭氧顆粒污泥中的吸附研究[J]. 周洪波,陳堅(jiān),邱冠周,胡岳華. 環(huán)境污染與防治. 2006(04)
[6]啤酒廢酵母對Pb2+的吸附[J]. 王戰(zhàn)勇,張晶,蘇婷婷. 遼寧石油化工大學(xué)學(xué)報(bào). 2006(01)
[7]毛木耳對銅的生物吸附影響因子研究[J]. 張丹,高健偉,殷義高,王波. 生態(tài)環(huán)境. 2006(02)
[8]厭氧序批式反應(yīng)器(ASBR)處理啤酒廢水的試驗(yàn)研究[J]. 張文藝,翟建平,李琴,林曉東. 給水排水. 2005(12)
[9]ASBR反應(yīng)器處理豆制品廢水[J]. 王亮,李風(fēng)亭,劉華,劉巖. 水處理技術(shù). 2005(09)
[10]高溫和中溫ASBR處理熱水解污泥的對比[J]. 王治軍,王偉,高殿森,李芬芳. 環(huán)境科學(xué). 2005(02)
博士論文
[1]ASBR反應(yīng)器快速啟動(dòng)策略及堿度需求特征研究[D]. 岳秀萍.太原理工大學(xué) 2006
碩士論文
[1]好氧顆粒污泥快速培養(yǎng)及其吸附重金屬的研究[D]. 沈祥信.湖南大學(xué) 2007
[2]解脂假絲酵母(Candida lipolytica)處理含鉻廢水的研究[D]. 王會霞.暨南大學(xué) 2005
[3]厭氧序批式反應(yīng)器處理高濃度甲醇廢水的研究[D]. 邵享文.西安建筑科技大學(xué) 2004
[4]厭氧序批式反應(yīng)器(ASBR)的快速啟動(dòng)研究[D]. 李林永.太原理工大學(xué) 2004
[5]ASBR工藝特性及其處理豆制品廢水的啟動(dòng)試驗(yàn)研究[D]. 劉春玲.長安大學(xué) 2004
[6]厭氧活性污泥和厭氧顆粒污泥中溫條件下吸附性能研究[D]. 劉美霞.太原理工大學(xué) 2004
本文編號:3104689
【文章來源】:太原理工大學(xué)山西省 211工程院校
【文章頁數(shù)】:218 頁
【學(xué)位級別】:博士
【部分圖文】:
圖2-1兩階段厭氧消化過程示意圖
厭氧消化過程兩階段理論這一觀點(diǎn),幾十年來一直占統(tǒng)治地位,在國內(nèi)外有關(guān)厭氧消化的專著和教科書中一直被廣泛應(yīng)用。但隨著厭氧微生物學(xué)研究的不斷進(jìn)展,對厭氧消化的生物學(xué)過程和生化過程認(rèn)識的不斷深化,厭氧消化理論得到不斷發(fā)展。Bryant 于 1979 年提出了厭氧消化的三階段理論,根據(jù)微生物的生理種群,將有機(jī)物的厭氧降解過程劃分為如圖 2-2 所示的 3 個(gè)典型階段,即水解酸化階段、產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸階段和產(chǎn)甲烷階段。三階段理論認(rèn)為有機(jī)物的厭氧消化是由水解和發(fā)酵細(xì)菌、產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸細(xì)菌,產(chǎn)甲烷菌三大類微生物共同完成的。在水解發(fā)酵階段,復(fù)雜的有機(jī)物首先被分解為簡單的糖類、氨基酸和脂肪酸等,繼而在產(chǎn)酸菌作用下轉(zhuǎn)化為低分子有機(jī)酸乙酸、丙酸、丁酸和醇類。在產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸階段,產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌將第一階段除去乙酸、甲醇、甲酸外的中間產(chǎn)物轉(zhuǎn)化為乙酸和氫,并產(chǎn)生 CO2。第三階段,產(chǎn)甲烷菌將乙酸、H2和 CO2等轉(zhuǎn)化為甲烷。
圖 2-3 四階段厭氧消化過程示意圖Fig.2-3 Anaerobic digestion process in four phases上述內(nèi)容表明,對厭氧消化過程的認(rèn)識,經(jīng)過了漫長的歲月。從 Omeliansky 的菌學(xué)說,到兩階段假設(shè),以后才有產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸茵和氫營養(yǎng)型乙酸菌及互營聯(lián)合和種轉(zhuǎn)移的發(fā)現(xiàn),有人稱這些菌群的發(fā)現(xiàn)為三階段、四階段理論。直到 1988 年,S.H.Zin第五屆國際厭氧消化討論會上提出的厭氧消化器中由復(fù)雜有機(jī)物形成甲烷的碳素五群菌模式,才為大家所公認(rèn)(見圖 2-4)。不溶性有機(jī)物,如多糖、蛋白質(zhì)、脂須由發(fā)酵性細(xì)菌(類群 1)的作用,水解成可溶性物質(zhì)如寡糖和單糖,多肽如氨基游離脂肪酸。然后這些可溶性產(chǎn)物被發(fā)酵性細(xì)菌吸人細(xì)胞內(nèi),并將其發(fā)酵,主要產(chǎn)有機(jī)酸及氫和二氧化碳等。高于乙酸的脂肪酸,以及其他一些有機(jī)酸和醇類由產(chǎn)氫(還原)產(chǎn)乙酸菌(類群 2)轉(zhuǎn)化為乙酸、氫和二氧化碳。這兩菌群作用是轉(zhuǎn)化復(fù)雜
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]厭氧顆粒污泥對有機(jī)物的初期吸附[J]. 徐宏英,李亞新,岳秀萍,劉美霞,王慕華,蘇檳楠. 環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào). 2008(09)
[2]pH對厭氧顆粒污泥吸附4-氯酚的影響[J]. 郜瑞瑩,王建龍. 環(huán)境科學(xué). 2007(04)
[3]好氧顆粒污泥吸附重金屬Cd(Ⅱ)的研究[J]. 楊學(xué)耀,李進(jìn),李久義,李強(qiáng). 工業(yè)用水與廢水. 2007(01)
[4]染料的生物污泥吸附[J]. 孔旺盛,劉燕. 化學(xué)通報(bào). 2007(02)
[5]五氯苯酚在厭氧顆粒污泥中的吸附研究[J]. 周洪波,陳堅(jiān),邱冠周,胡岳華. 環(huán)境污染與防治. 2006(04)
[6]啤酒廢酵母對Pb2+的吸附[J]. 王戰(zhàn)勇,張晶,蘇婷婷. 遼寧石油化工大學(xué)學(xué)報(bào). 2006(01)
[7]毛木耳對銅的生物吸附影響因子研究[J]. 張丹,高健偉,殷義高,王波. 生態(tài)環(huán)境. 2006(02)
[8]厭氧序批式反應(yīng)器(ASBR)處理啤酒廢水的試驗(yàn)研究[J]. 張文藝,翟建平,李琴,林曉東. 給水排水. 2005(12)
[9]ASBR反應(yīng)器處理豆制品廢水[J]. 王亮,李風(fēng)亭,劉華,劉巖. 水處理技術(shù). 2005(09)
[10]高溫和中溫ASBR處理熱水解污泥的對比[J]. 王治軍,王偉,高殿森,李芬芳. 環(huán)境科學(xué). 2005(02)
博士論文
[1]ASBR反應(yīng)器快速啟動(dòng)策略及堿度需求特征研究[D]. 岳秀萍.太原理工大學(xué) 2006
碩士論文
[1]好氧顆粒污泥快速培養(yǎng)及其吸附重金屬的研究[D]. 沈祥信.湖南大學(xué) 2007
[2]解脂假絲酵母(Candida lipolytica)處理含鉻廢水的研究[D]. 王會霞.暨南大學(xué) 2005
[3]厭氧序批式反應(yīng)器處理高濃度甲醇廢水的研究[D]. 邵享文.西安建筑科技大學(xué) 2004
[4]厭氧序批式反應(yīng)器(ASBR)的快速啟動(dòng)研究[D]. 李林永.太原理工大學(xué) 2004
[5]ASBR工藝特性及其處理豆制品廢水的啟動(dòng)試驗(yàn)研究[D]. 劉春玲.長安大學(xué) 2004
[6]厭氧活性污泥和厭氧顆粒污泥中溫條件下吸附性能研究[D]. 劉美霞.太原理工大學(xué) 2004
本文編號:3104689
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