甲烷菌優(yōu)化吸附—生物降解厭氧序批式反應器(AB-ASBR)的研究
發(fā)布時間:2021-03-28 02:17
厭氧序批式反應器(ASBR)因其能夠形成顆粒污泥,有較大的進水濃度適應范圍和靈活的操作方式,在國內(nèi)外被逐步廣泛應用到各種廢水的處理中。然而,由于該反應器內(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器(AB-ASBR)。對AB-ASBR的啟動及其運行模式和工藝參數(shù)的研究得出如下結論:1. AB-ASBR工藝A段運行模式為“進水—吸附—沉降—排水—再生”,B段運行模式為“進水—反應—沉降—排水”。A段反應器和B段反應器中污泥顆粒化后,在AB-ASBR工藝模式下運行一段時間,可以實現(xiàn)兩段反應器中甲烷菌群優(yōu)化。由半飽和常數(shù)計算結果:A段反應器Ks(1.83mmol)遠遠大于B段反應器Ks(0.05mmol);結合顆粒污泥掃描電鏡照片和A、B兩段反應器中顆粒污泥的革蘭氏染色結果,都說明:A段反應器以甲烷八疊球菌為優(yōu)勢菌;B段反應器以甲烷絲菌為優(yōu)勢菌。兩段反應器中甲烷菌群的優(yōu)化將有利于AB-ASBR工藝進水負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,通過對反應過程中COD、...
【文章來源】:太原理工大學山西省 211工程院校
【文章頁數(shù)】:218 頁
【學位級別】: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,幾十年來一直占統(tǒng)治地位,在國內(nèi)外有關厭氧消化的專著和教科書中一直被廣泛應用。但隨著厭氧微生物學研究的不斷進展,對厭氧消化的生物學過程和生化過程認識的不斷深化,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,將有機物的厭氧降解過程劃分為如圖 2-2 所示的 3 個典型階段,即水解酸化階段、產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸階段和產(chǎn)甲烷階段。三階段理論認為有機物的厭氧消化是由水解和發(fā)酵細菌、產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸細菌,產(chǎn)甲烷菌三大類微生物共同完成的。在水解發(fā)酵階段,復雜的有機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)酸菌作用下轉化為低分子有機酸乙酸、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識,經(jīng)過了漫長的歲月。從 Omeliansky 的菌學說,到兩階段假設,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雜有機物形成甲烷的碳素五群菌模式,才為大家所公認(見圖 2-4)。不溶性有機物,如多糖、蛋白質(zhì)、脂須由發(fā)酵性細菌(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)酵性細菌吸人細胞內(nèi),并將其發(fā)酵,主要產(chǎn)有機酸及氫和二氧化碳等。高于乙酸的脂肪酸,以及其他一些有機酸和醇類由產(chǎn)氫(還原)產(chǎn)乙酸菌(類群 2)轉化為乙酸、氫和二氧化碳。這兩菌群作用是轉化復雜
【參考文獻】:
期刊論文
[1]厭氧顆粒污泥對有機物的初期吸附[J]. 徐宏英,李亞新,岳秀萍,劉美霞,王慕華,蘇檳楠. 環(huán)境科學學報. 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. 2007(04)
[3]好氧顆粒污泥吸附重金屬Cd(Ⅱ)的研究[J]. 楊學耀,李進,李久義,李強. 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. 化學通報. 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,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. 遼寧石油化工大學學報. 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]厭氧序批式反應器(ASBR)處理啤酒廢水的試驗研究[J]. 張文藝,翟建平,李琴,林曉東. 給水排水. 2005(12)
[9]ASBR反應器處理豆制品廢水[J]. 王亮,李風亭,劉華,劉巖. 水處理技術. 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. 2005(02)
博士論文
[1]ASBR反應器快速啟動策略及堿度需求特征研究[D]. 岳秀萍.太原理工大學 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 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 2005
[3]厭氧序批式反應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 2004
[4]厭氧序批式反應器(ASBR)的快速啟動研究[D]. 李林永.太原理工大學 2004
[5]ASBR工藝特性及其處理豆制品廢水的啟動試驗研究[D]. 劉春玲.長安大學 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 2004
本文編號:3104689
【文章來源】:太原理工大學山西省 211工程院校
【文章頁數(shù)】:218 頁
【學位級別】: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,幾十年來一直占統(tǒng)治地位,在國內(nèi)外有關厭氧消化的專著和教科書中一直被廣泛應用。但隨著厭氧微生物學研究的不斷進展,對厭氧消化的生物學過程和生化過程認識的不斷深化,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,將有機物的厭氧降解過程劃分為如圖 2-2 所示的 3 個典型階段,即水解酸化階段、產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸階段和產(chǎn)甲烷階段。三階段理論認為有機物的厭氧消化是由水解和發(fā)酵細菌、產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸細菌,產(chǎn)甲烷菌三大類微生物共同完成的。在水解發(fā)酵階段,復雜的有機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)酸菌作用下轉化為低分子有機酸乙酸、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識,經(jīng)過了漫長的歲月。從 Omeliansky 的菌學說,到兩階段假設,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雜有機物形成甲烷的碳素五群菌模式,才為大家所公認(見圖 2-4)。不溶性有機物,如多糖、蛋白質(zhì)、脂須由發(fā)酵性細菌(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)酵性細菌吸人細胞內(nèi),并將其發(fā)酵,主要產(chǎn)有機酸及氫和二氧化碳等。高于乙酸的脂肪酸,以及其他一些有機酸和醇類由產(chǎn)氫(還原)產(chǎn)乙酸菌(類群 2)轉化為乙酸、氫和二氧化碳。這兩菌群作用是轉化復雜
【參考文獻】:
期刊論文
[1]厭氧顆粒污泥對有機物的初期吸附[J]. 徐宏英,李亞新,岳秀萍,劉美霞,王慕華,蘇檳楠. 環(huán)境科學學報. 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. 2007(04)
[3]好氧顆粒污泥吸附重金屬Cd(Ⅱ)的研究[J]. 楊學耀,李進,李久義,李強. 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. 化學通報. 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,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. 遼寧石油化工大學學報. 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]厭氧序批式反應器(ASBR)處理啤酒廢水的試驗研究[J]. 張文藝,翟建平,李琴,林曉東. 給水排水. 2005(12)
[9]ASBR反應器處理豆制品廢水[J]. 王亮,李風亭,劉華,劉巖. 水處理技術. 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. 2005(02)
博士論文
[1]ASBR反應器快速啟動策略及堿度需求特征研究[D]. 岳秀萍.太原理工大學 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 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 2005
[3]厭氧序批式反應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 2004
[4]厭氧序批式反應器(ASBR)的快速啟動研究[D]. 李林永.太原理工大學 2004
[5]ASBR工藝特性及其處理豆制品廢水的啟動試驗研究[D]. 劉春玲.長安大學 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 2004
本文編號:3104689
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