厭氧消化技術(shù)是一種可持續(xù)的有機(jī)廢水處理技術(shù),它在降解有機(jī)污染物的同時(shí),還可以產(chǎn)生CH4等清潔能源,在近幾十年得到了廣泛應(yīng)用。其中升流式厭氧污泥床反應(yīng)器（UASB）作為目前研究最多、應(yīng)用最為廣泛的高速厭氧反應(yīng)器,具有典型的氣-液-固三相流體系。UASB的產(chǎn)氣性能受多種因素的影響,且胞外聚合物作為生物氣氣泡脫離時(shí)最后接觸的物質(zhì),在厭氧顆粒污泥（AGS）與生物氣氣泡間的相互作用中起關(guān)鍵作用。因此探討污泥與單個(gè)氣泡間的動(dòng)態(tài)作用力對(duì)深入研究反應(yīng)器中的氣泡行為,豐富反應(yīng)器氣液傳質(zhì)理論具有重要的指導(dǎo)意義。本論文在分別研究有機(jī)負(fù)荷率（OLR）和外源聚苯乙烯納米顆粒（Pd-PS）對(duì)厭氧反應(yīng)器產(chǎn)甲烷性能影響的基礎(chǔ)上,利用原子力顯微鏡（AFM）的氣泡膠體探針技術(shù),在單顆粒單氣泡的水平直接測(cè)量不同種類AGS分別與CH4和C02模擬生物氣氣泡間的動(dòng)態(tài)作用力,為反應(yīng)器的氣泡生成與運(yùn)動(dòng)提供新的見(jiàn)解。主要研究成果概括如下:（1）解析了不同OLR對(duì)厭氧消化系統(tǒng)發(fā)泡性能的影響規(guī)律。隨著OLR的提升,反應(yīng)器中的CH4產(chǎn)量顯著降低,H2產(chǎn)量逐漸增加。由于系統(tǒng)的緩沖能力不足,出現(xiàn)了厭氧發(fā)泡現(xiàn)象。隨著反應(yīng)負(fù)荷的增加,溶液中的表面... 

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圖１－２原子力顯微鏡??Ｆｉｇｕｒｅ?１－２?Ａｔｏｍｉｃ?Ｆｏｒｃｅ?Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ??

到??激光點(diǎn)在垂直和水平方向的偏移量。垂直方向的偏移量由上半部分和下半部分的??差值得到，水平方向偏移量可以由左半部分和右半部分的差值得到。探針懸臂在??這里被看作是一端固定的彈簧，由光電檢測(cè)器測(cè)得的激光點(diǎn)偏移量［２７］，再根據(jù)胡??克定律Ｆ＝－ｋｘＡｘ，即可計(jì)算出探針懸臂與樣品表面之間的相互作用力。??Ｌｉｇｈｔ?ｓｏｕｒｃｅ??Ｐｈｏｔｃ＞－ｄｅｉｅｃ�。铮�?、、??ｃｊ??Ｓａｍｐｌｅ?ｓｕｒｆａｃｅ?——？?－ｒｆｅＬ?＼??Ｃｍｔｉｌｃｙｃｔ??Ｐｒｏｂｅ??圖１－３原子力顯微鏡的基本設(shè)置［２８］??Ｆｉｇｕｒｅ?１－３?Ｂａｓｉｃ?ｓｅｔｕｐ?ｕｐ?ｏｆ?ｔｈｅ?ＡＦＭ??當(dāng)探針在樣品表面進(jìn)行連續(xù)掃描時(shí)，可以得到探針與樣品表面上每一點(diǎn)的相??互作用力，從而生成表面形貌圖，得到樣品表面粗糙度等信息。另一方面，當(dāng)探??針僅與樣品表面某一點(diǎn)位置在垂直方向上的分離也會(huì)提供有用的信息。ＡＦＭ的??壓電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)首先帶著懸臂所在的基底一起在垂直方向上靠近樣品表面，然后再??向反方向回縮，在該點(diǎn)上往復(fù)運(yùn)動(dòng)。在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，探針懸臂的偏折、振幅??和相位等動(dòng)態(tài)模式下的其他信號(hào)就會(huì)被同時(shí)測(cè)量與記錄下來(lái)，形成力曲線［２９］，從??而得到樣品間的最大粘附力和楊氏模量等重要參數(shù)。??１．２．３原子力顯微鏡的工作模式??當(dāng)探針與樣品之間的距離不同時(shí)，探針?biāo)艿牧σ彩遣煌�。一般地，�?dāng)兩??個(gè)物體相互靠近時(shí)，長(zhǎng)程作用力是相互吸引的，而當(dāng)兩個(gè)物體足夠靠近并開(kāi)始??“接觸”的時(shí)候，電子軌道重疊，斥力逐漸占上風(fēng)并開(kāi)始變成相互排斥的狀態(tài)。??如果是測(cè)量液體中的柔軟樣品時(shí)，需要考慮靜電力和其它相互作用力，情況會(huì)復(fù)??雜地多。盡管

?山東大學(xué)碩士學(xué)位論文???段，ＣＨ４產(chǎn)量在ＯＬＲ為Ｍ．ＯＯｇＶＳ?Ｌ＋ｄ－１和ｌＳ＾ｇＶＳ?Ｌ＋ｄ－１時(shí)幾乎降至０，并??在分批消化的整個(gè)過(guò)程中未發(fā)現(xiàn)明顯的時(shí)變差異。但是，當(dāng)ＯＬＲ為０．４７?ｇＶＳ－Ｌ??和４．６７?ｇ?ＶＳ?Ｌ＋ｄ－１時(shí)，ＣＨ４產(chǎn)量在第２天到４天之間均顯著增加，這是因??為初始底物所積累的ＶＦＡｓ被進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為ＣＨ４。??如圖２－ｌｂ所示，ＯＬＲ的增加使得Ｈ２產(chǎn)量增加。相比于ＯＬＲ為０．４７ｇＶＳ?Ｌ－??ｉｄ－１和４．９６?ｇＶＳ?Ｌ＋ｄ－１的情況，其累積產(chǎn)氫氣量為０ｍＬＨ２／ｇＧｌｕｃｏｓｅ，而在ＯＬＲ??為１４．００ｇＶＳ．Ｌ＋ｄ－１時(shí)，記錄了最高的累積產(chǎn)氫氣量（１０６．９８ｍＬＨ２／ｇＧｌｕｃｏｓｅ），??其中第?２?天為?２６．６８?ｍＬＨ２／ｇ?Ｇｌｕｃｏｓｅ，第?８?天為?２９．７５?ｍＬＨｂ／ｇ?Ｇｌｕｃｏｓｅ。同時(shí)，??當(dāng)ＯＬＲ不斷增加時(shí)（從０．４７、４．６７、１４．００至ｌＳ＾ｇＶＳ．Ｌ＋ｄ－１），反應(yīng)器的平均??ｐＨ值逐漸降低，分別為６．９、５．８、４．８和４．７，這表明反應(yīng)器對(duì)高ＯＬＲ的緩沖能??力不足。盡管產(chǎn)生了?Ｈ２，但更多的有機(jī)物未參與消化反應(yīng)。因此，高ＯＬＲ不僅??容易發(fā)泡，還浪費(fèi)了有機(jī)物底物。先前關(guān)于ＯＬＲ和發(fā)泡現(xiàn)象的相關(guān)性研究還得??出結(jié)論，高ＯＬＲ會(huì)導(dǎo)致有機(jī)物的部分降解和生物表面活性劑的積累值得一??提的是，大部分降解緩慢的有機(jī)物也會(huì)從反應(yīng)器中流出。??３５０????３５?????Ｉ－：３?＼?．?Ｉ？０：ｂ?．?ａ??１?－＾?＾??３，１５０?－?Ｊ?？４．６７ｇＶＳ．Ｌ１．ｄ，?旦?１５?：?／?ｇ?ＶＳＬ＇１ｄ＇＼＼??２?ｌｌｖ

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Binding characteristics of perylene, phenanthrene and anthracene to different DOM fractions from lake water[J]. MEI Yi1, WU Fengchang1, 2, WANG Liying1, BAI Yingchen1, LI Wen1, LIAO Haiqing2 1. State Key Laboratory of Environmental Geochemistry, Institute of Geochemistry, Chinese Academy of Sciences, Guiyang 550002, China. 2. State Environmental Protection Key Laboratory for Lake Pollution Control, Chinese Research Academy of Environmental Sciences, Beijing 100012, China.  Journal of Environmental Sciences. 2009(04)



本文編號(hào)：3267881