餐廚垃圾厭氧體系酸化失穩(wěn)監(jiān)測指標(biāo)的比較和香豆素?zé)晒馓结樂椒ㄑ芯?/H1>
發(fā)布時間：2020-08-22 16:09
【摘要】：厭氧消化系統(tǒng)在低負(fù)荷下運行會造成資源浪費,高負(fù)荷下運行容易發(fā)生酸化,因此系統(tǒng)運行指標(biāo)監(jiān)測就顯得尤為重要。目前常用指標(biāo)對系統(tǒng)的酸化失穩(wěn)的預(yù)警具有滯后性,所以尋找更為提前的監(jiān)測指標(biāo)具有重要意義。胞外聚合物(EPS)與微生物有著緊密聯(lián)系,可以在一定程度上及時準(zhǔn)確的反映系統(tǒng)狀態(tài)。本課題基于上述問題,研究厭氧消化酸化過程中EPS含量的變化,探究其作為厭氧系統(tǒng)的酸化失穩(wěn)預(yù)警指標(biāo)的可行性與提前性;將某種熒光物質(zhì)與EPS中的成分結(jié)合,在一定反應(yīng)條件下通過熒光變化反映胞外聚合物相關(guān)物質(zhì)濃度,從而及時調(diào)控系統(tǒng),避免其酸化失穩(wěn)。主要研究內(nèi)容如下:首先,對陽離子交換樹脂提取EPS的條件進行優(yōu)化。以EPS中的多糖(PS)和蛋白質(zhì)(PN)濃度總和作為評價指標(biāo),通過單因素實驗確定因素水平范圍,選取10、20、30 g(以15 g(揮發(fā)性固體含量)VS計算添加)為樹脂添加量水平;選取100、150、200 r/min為攪拌速率水平;選取1、2、3h為攪拌時間水平。采用全因素分析法得到三個因素均有顯著性影響,且三個因素兩兩之間有交互作用且影響顯著。采用響應(yīng)面分析法優(yōu)化得到最佳提取條件:樹脂添加量20 g(以15gVS計),攪拌速率150 r/min,攪拌時間2h,PN+PS總含量預(yù)測值為8.95mg/gVS,與實際實驗結(jié)果接近。接著進行餐廚垃圾與厭氧污泥聯(lián)合厭氧批式實驗,設(shè)置不同的基質(zhì)微生物比(F/M),間隔一定時間進行監(jiān)測。當(dāng)系統(tǒng)F/M為0.5時,其各項監(jiān)測指標(biāo)均穩(wěn)定波動,說明低F/M該系統(tǒng)穩(wěn)定運行,沒有發(fā)生酸化失穩(wěn)現(xiàn)象。當(dāng)系統(tǒng)F/M為2.0、3.0、4.0時,其各項監(jiān)測指標(biāo)的變化規(guī)律均說明負(fù)荷過高的系統(tǒng)在反應(yīng)進行到一定時間時會發(fā)生酸化現(xiàn)象。實驗結(jié)果表明PN/PS數(shù)值能在一定程度上預(yù)警酸化,其作為酸化失穩(wěn)指標(biāo)所得到的酸化失穩(wěn)時間均比其他監(jiān)測指標(biāo)提前,最快可提前4個小時,驗證了其作為餐廚垃圾厭氧消化系統(tǒng)穩(wěn)定性監(jiān)測指標(biāo)的可行性和提前性。為了避免EPS的提取損失,減少實驗操作時間,盡可能的實現(xiàn)預(yù)警指標(biāo)的在線檢測,將熒光探針與胞外聚合物的多糖(海藻酸鈉)結(jié)合,并進行熒光探針方法學(xué)研究。分離純化得到海藻酸鈉降解菌,采用正交實驗對海藻酸鈉降解酶的發(fā)酵條件進行優(yōu)化,得到其最優(yōu)發(fā)酵條件:溫度為50℃,時間為48 h,接種量為6%。對該酶的理化性質(zhì)進行研究,得到酶反應(yīng)最適pH為7.5,最適溫度為40℃,米氏動力學(xué)擬合得到該酶的米氏常數(shù)和最大反應(yīng)速率值。通過Zeta電位分析和紅外光譜分析得到香豆素中的二乙氨基可以與海藻酸鈉的羧基發(fā)生結(jié)合作用。在激發(fā)波長366nm,發(fā)射波長390 nm條件下分別對反應(yīng)物和結(jié)合物的熒光性質(zhì)進行測定,可以得到酶和海藻酸鈉對香豆素的熒光性質(zhì)影響較小,加入酶作用5 min之后測定得到體系的熒光強度減弱,表明香豆素?zé)晒馓结樐軌蛟谝欢ǔ潭壬戏从矱PS中多糖的濃度變化,為后續(xù)應(yīng)用提供方法學(xué)依據(jù)。
【學(xué)位授予單位】：北京化工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：X705;X830
【圖文】：
海燕酸鈉結(jié)構(gòu)
![餐廚垃圾厭氧體系酸化失穩(wěn)監(jiān)測指標(biāo)的比較和香豆素?zé)晒馓结樂椒ㄑ芯? src='http://image.cnki.net/getimage.ashx?id=1018323908.nh0003' style='max-width:500px'></p><br> 圖１－３海藻酸鈉裂解酶酶切位點及作用方式逡逑Ｆｉｇ．邋１－３邋Ｓｏｄｉｕｍ邋ａｌｇｉｎａｔｅ邋ｃｌｅａｖａｇｅ邋ｅｎｚｙｍｅ邋ｒｅｓｔｒｉｃｔｉｏｎ邋ｓｉｔｅ邋ａｎｄ邋ｍｏｄｅ邋ｏｆ邋ａｃｔｉｏｎ逡逑 <p> 【參考文獻(xiàn)】 </p> <p> <p> <span id=]()
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本文編號：2800875
本文鏈接：http://www.sikaile.net/kejilunwen/huanjinggongchenglunwen/2800875.html
【學(xué)位授予單位】：北京化工大學(xué)
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本文編號：2800875
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