厭氧消化（Anaerobic Digestion,AD）起泡,即過量沼氣氣泡夾帶消化污泥在反應(yīng)器頂空富集,形成大量穩(wěn)定泡沫層的現(xiàn)象。過量的泡沫會造成系統(tǒng)堵塞、有效容積減小、產(chǎn)氣率降低,從而嚴(yán)重影響AD反應(yīng)器的正常運行。故研究起泡現(xiàn)象及其機理對保障AD反應(yīng)器的高效穩(wěn)定運行具有重要意義。在此背景下,首先開展了序批式AD實驗,研究了碳氮比（Carbon to Nitrogen Ratio,C/N）和有機負荷等運行條件對起泡的影響,并明確了起泡特征化合物及其起泡機制;然后運行了三個半連續(xù)式AD反應(yīng)器（實驗組R1、R2和對照組R3）,模擬實際AD廠中常見的超有機負荷（R1）以及由機械故障引起的溫度波動和攪拌不充分（R2）等擾動誘導(dǎo)其起泡,在尋找特征化合物作用的同時,重點結(jié)合MiSeq高通量測序及宏基因組測序等分子生物學(xué)手段,探析了AD反應(yīng)器起泡相關(guān)的特征微生物和關(guān)鍵代謝環(huán)節(jié),明確了AD起泡的微生物學(xué)機制。從而從反應(yīng)器（特征化合物）、細胞（特征微生物）和基因（關(guān)鍵代謝環(huán)節(jié)）三個尺度對餐廚垃圾AD起泡機理進行了多尺度解析。本研究主要得到以下結(jié)果:（1）序批式和半連續(xù)式AD實驗對特征化合物的分析結(jié)果具... 

【文章來源】：重慶大學(xué)重慶市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

有機物厭氧消化過程四階段示意圖

圖 1.2 表面活性劑對水溶液的影響Fig. 1.2 Effects of surface active agent on aqueous solutions相：在 AD 泡沫中，氣相即為 AD 反應(yīng)器中所產(chǎn)生的沼氣，或從外部器的用于氣體混合的氣體，包括能溶于水的 CO2和較難溶解的 CH泡沫最主要的組成部分。沼氣由分散分布在整個消化反應(yīng)器污泥中生成，沼氣氣泡大小隨消化反應(yīng)器的深度變化，即反應(yīng)器底部氣泡升過程中與其他氣泡合并，形成更大尺寸的氣泡，若無表面活性物泡最終會在溢出污泥或消化液時破裂。

圖 1.2 表面活性劑對水溶液的影響Fig. 1.2 Effects of surface active agent on aqueous solutions在 AD 泡沫中，氣相即為 AD 反應(yīng)器中所產(chǎn)生的沼氣，或從用于氣體混合的氣體，包括能溶于水的 CO2和較難溶解的最主要的組成部分。沼氣由分散分布在整個消化反應(yīng)器污，沼氣氣泡大小隨消化反應(yīng)器的深度變化，即反應(yīng)器底部程中與其他氣泡合并，形成更大尺寸的氣泡，若無表面活終會在溢出污泥或消化液時破裂。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]餐廚垃圾厭氧消化起泡現(xiàn)象研究[J]. 何琴,李蕾,彭爽,趙小飛,瞿莉,王小銘,彭緒亞.  中國環(huán)境科學(xué). 2017(03)
[2]High-solids anaerobic mono-digestion of riverbank grass under thermophilic conditions[J]. Fetra J.Andriamanohiarisoamanana,Nobuyuki Matsunami,Takaki Yamashiro,Masahiro Iwasaki,Ikko Ihara,Kazutaka Umetsu.  Journal of Environmental Sciences. 2017(02)
[3]總氨氮在餐廚垃圾厭氧消化系統(tǒng)中的積累及其抑制作用[J]. 唐波,李蕾,何琴,覃亞宏,彭緒亞.  環(huán)境科學(xué)學(xué)報. 2016(01)
[4]重慶主城餐廚垃圾理化性質(zhì)及產(chǎn)甲烷潛能分析[J]. 何琴,李蕾,何清明,彭緒亞.  環(huán)境化學(xué). 2014(12)
[5]餐廚垃圾中溫干式厭氧消化污泥的流變特性研究[J]. 王彥祥,何琴,李蕾,彭緒亞.  環(huán)境科學(xué)學(xué)報. 2014(12)
[6]活性污泥法處理過程中泡沫問題的產(chǎn)生與控制[J]. 張峰,周國光.  環(huán)境污染與防治. 2006(08)
[7]活性污泥中絲狀菌與絮體結(jié)構(gòu)的關(guān)系研究[J]. 龍騰銳,何強,林剛.  中國給水排水. 2000(02)

博士論文
[1]餐廚垃圾厭氧消化過程失穩(wěn)的動力學(xué)特征及微生物機理研究[D]. 李蕾.重慶大學(xué) 2016

碩士論文
[1]鹽分和氨氮在餐廚垃圾干式厭氧消化系統(tǒng)中的積累及其對產(chǎn)氣的影響分析[D]. 唐波.重慶大學(xué) 2015
[2]有機負荷對餐廚垃圾干式厭氧消化系統(tǒng)性能的影響[D]. 覃亞宏.重慶大學(xué) 2015
[3]餐廚垃圾厭氧消化污泥的流變性質(zhì)研究[D]. 王彥祥.重慶大學(xué) 2014
[4]污泥蛋白發(fā)泡劑的制備與泡沫性能研究[D]. 鄭浩.天津大學(xué) 2010



本文編號：3368218