玉米秸稈經(jīng)稀硫酸催化解聚可以制備液體燃料。實(shí)際生產(chǎn)中,每生產(chǎn)1噸液體燃料約產(chǎn)生20-30 m³含硫酸鹽的秸稈解聚廢水,直接排放或處理不當(dāng)會(huì)造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。由于秸稈解聚廢水溫度高,碳氮比適宜(約為28/1)且富含揮發(fā)性脂肪酸(VFAs),適合作為厭氧發(fā)酵原料生產(chǎn)沼氣。然而秸稈解聚廢水含有高濃度的硫酸鹽,直接用于厭氧發(fā)酵,可能對(duì)厭氧發(fā)酵微生物產(chǎn)生抑制作用。玉米秸稈單獨(dú)為原料厭氧發(fā)酵制備沼氣,需要對(duì)發(fā)酵原料補(bǔ)水、補(bǔ)氮和增溫。秸稈解聚廢水具備以上功能。因此,提出秸稈解聚廢水與玉米秸稈聯(lián)合厭氧發(fā)酵工藝。然而,目前對(duì)秸稈解聚廢水的特點(diǎn)及其與玉米秸稈聯(lián)合厭氧發(fā)酵的反應(yīng)條件和發(fā)酵性能尚不明確。為了掌握秸稈解聚廢水與玉米秸稈聯(lián)合厭氧發(fā)酵特性。本論文進(jìn)行了以下4個(gè)方面研究。(1)不同硫酸鹽濃度下進(jìn)行玉米秸稈厭氧發(fā)酵,通過(guò)分析揮發(fā)性脂肪酸、硫酸鹽去除率、有機(jī)物降解及碳(C)和硫(S)元素物質(zhì)平衡等,研究硫酸鹽對(duì)厭氧發(fā)酵過(guò)程影響機(jī)理;(2)在不同底物濃度條件下,進(jìn)行秸稈解聚廢水和玉米秸稈聯(lián)合厭氧發(fā)酵,通過(guò)分析產(chǎn)甲烷潛能、VFAs濃度及微生物菌群結(jié)構(gòu)變化,研究秸稈解聚廢水對(duì)玉米秸稈厭氧...

【文章頁(yè)數(shù)】：107 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
英文摘要
1 引言
    1.1 研究的意義與目的
        1.1.1 研究意義
        1.1.2 研究目的
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 秸稈解聚廢水無(wú)害化處理技術(shù)的研究現(xiàn)狀
        1.2.2 玉米秸稈資源化利用技術(shù)的研究現(xiàn)狀
    1.3 聯(lián)合厭氧發(fā)酵技術(shù)
        1.3.1 聯(lián)合厭氧發(fā)酵技術(shù)的研究現(xiàn)狀
        1.3.2 聯(lián)合厭氧發(fā)酵的影響因素
        1.3.3 聯(lián)合厭氧發(fā)酵存在的問(wèn)題
    1.4 研究的內(nèi)容與方法
        1.4.1 研究?jī)?nèi)容
        1.4.2 研究方法
        1.4.3 課題來(lái)源
2 材料與分析方法
    2.1 接種物及發(fā)酵原料
    2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備及試劑
        2.2.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備
        2.2.2 實(shí)驗(yàn)試劑
    2.3 實(shí)驗(yàn)分析方法
        2.3.1 常見(jiàn)指標(biāo)的測(cè)定
        2.3.2 生物氣體的測(cè)定
        2.3.3 揮發(fā)性脂肪酸的測(cè)定
        2.3.4 木質(zhì)纖維素的測(cè)定
        2.3.5 硝酸鹽和硫酸鹽的測(cè)定
        2.3.6 纖維素結(jié)晶度的測(cè)定
        2.3.7 掃描電子顯微鏡觀察玉米秸稈結(jié)構(gòu)
        2.3.8 微生物菌群的測(cè)定
        2.3.9 相關(guān)計(jì)算
    2.4 本章小結(jié)
3 硫酸鹽對(duì)厭氧發(fā)酵過(guò)程影響機(jī)理研究
    3.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
    3.2 結(jié)果與討論
        3.2.1 pH和VFAs濃度的變化
        3.2.2 SCOD濃度和硫酸鹽濃度的變化
        3.2.3 有機(jī)物的降解
        3.2.4 硫酸鹽濃度對(duì)甲烷產(chǎn)量的影響
        3.2.5 碳、硫元素物質(zhì)平衡分析
        3.2.6 微生物菌群分析
    3.3 本章小結(jié)
4 秸稈解聚廢水對(duì)玉米秸稈厭氧發(fā)酵特性影響研究
    4.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
    4.2 結(jié)果與討論
        4.2.1 產(chǎn)甲烷動(dòng)力學(xué)分析
        4.2.2 SCOD濃度和硫酸鹽濃度的變化
        4.2.3 pH和VFAs濃度的變化
        4.2.4 微生物菌群分析
    4.3 本章小結(jié)
5 硫酸鹽濃度和底物濃度對(duì)聯(lián)合厭氧發(fā)酵特性影響研究
    5.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
    5.2 結(jié)果與討論
        5.2.1 硫酸鹽濃度和底物濃度對(duì)產(chǎn)氣性能的影響
        5.2.2 底物濃度對(duì)產(chǎn)氣潛能和產(chǎn)氣速率的影響
        5.2.3 硫酸鹽濃度對(duì)產(chǎn)氣潛能和產(chǎn)氣速率的影響
        5.2.4 玉米秸稈結(jié)構(gòu)的變化
        5.2.5 有機(jī)物的降解
        5.2.6 微生物菌群分析
    5.3 本章小結(jié)
6 含硫酸鹽厭氧發(fā)酵料液TC/SO₄(2-)適宜范圍研究
    6.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
    6.2 結(jié)果與討論
        6.2.1 氫氧化鈣預(yù)處理對(duì)秸稈解聚廢水特性的影響
        6.2.2 TC/SO₄(2-)對(duì)甲烷產(chǎn)量的影響
        6.2.3 TC/SO₄(2-)對(duì)硫化氫產(chǎn)量的影響
        6.2.4 pH的變化
        6.2.5 硫元素平衡分析
        6.2.6 有機(jī)物的降解
        6.2.7 X射線衍射分析
        6.2.8 微生物菌群分析
        6.2.9 環(huán)境因子分析
    6.3 本章小結(jié)
7 結(jié)論與展望
    7.1 結(jié)論
    7.2 展望
創(chuàng)新點(diǎn)
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄
攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文



本文編號(hào)：3825949