近年來,隨著工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)迅猛發(fā)展,使得大量的氮、磷污染物進(jìn)入湖泊、水庫,造成水體富營養(yǎng)化,引發(fā)藍(lán)藻、綠藻、硅藻等藻類大量繁殖,對環(huán)境造成嚴(yán)重的危害。厭氧消化是藻類處理的經(jīng)濟(jì)有效技術(shù)之一。但是該技術(shù)在我國藻類處理中的應(yīng)用仍很不充分,主要因為之一是藍(lán)藻細(xì)胞壁的主要成分為肽聚糖和膠質(zhì),其難以水解。另外,傳統(tǒng)以氫為電子載體電子傳遞(IHT)很難維持系統(tǒng)內(nèi)的酸性平衡和產(chǎn)甲烷互養(yǎng)代謝的穩(wěn)定,導(dǎo)致厭氧消化效率較低。已有研究表明,微生物電解池(MEC)中促進(jìn)廢水或廢物的厭氧消化,其原因是電極作為電子受體富集鐵還原菌,促進(jìn)陽極氧化分解復(fù)雜有機(jī)物,從而促進(jìn)厭氧消化;磁鐵礦作為導(dǎo)體材料促進(jìn)種間直接電子傳遞,改善厭氧消化。但是目前關(guān)于MEC/磁鐵礦通過陽極氧化或加速微生物間的電子傳遞對銅綠微囊藻厭氧消化的機(jī)理尚未闡述清楚。本研究將引入電場,探討施加高低電壓對銅綠微囊藻厭氧消化產(chǎn)甲烷的影響;在此基礎(chǔ)上投加導(dǎo)體納米磁鐵礦,進(jìn)一步研究納米磁鐵礦對MEC中銅綠微囊藻厭氧消化有機(jī)物分解和產(chǎn)甲烷的促進(jìn)效果和機(jī)理。主要研究結(jié)果如下:(1)為了探討高低電壓對藍(lán)藻厭氧消化促進(jìn)作用,將碳刷、碳棒分別作為陽極和陰極內(nèi)置于厭氧消化反應(yīng)...

【文章頁數(shù)】：70 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 藍(lán)藻資源的利用現(xiàn)狀
        1.1.1 藍(lán)藻簡介
        1.1.2 藍(lán)藻的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.1.3 藍(lán)藻厭氧消化過程
        1.1.4 銅綠微囊藻厭氧消化的影響因素
        1.1.5 國內(nèi)外藍(lán)藻厭氧消化研究現(xiàn)狀
    1.2 微生物電解池(MEC)技術(shù)
        1.2.1 微生物電解池簡介
        1.2.2 微生物電解池(MEC)產(chǎn)甲烷技術(shù)
        1.2.3 微生物電解池(MEC)對銅綠微囊藻厭氧消化的影響
    1.3 納米磁鐵礦強(qiáng)化厭氧消化技術(shù)
        1.3.1 納米磁鐵礦對銅綠微囊藻厭氧消化的影響
        1.3.2 納米磁鐵礦促進(jìn)種間直接電子傳遞(DIET)過程
    1.4 研究目的及內(nèi)容
        1.4.1 研究目的
        1.4.2 研究內(nèi)容
        1.4.3 技術(shù)路線
2 實驗材料與方法
    2.1 實驗材料與方法
        2.1.1 實驗材料
        2.1.2 實驗裝置
        2.1.3 實驗儀器及試劑
        2.1.4 厭氧消化主要指標(biāo)測定
        2.1.5 DNA提取、PCR擴(kuò)增和高通量測序
    2.2 實驗設(shè)計
        2.2.1 施加電壓對銅綠微囊藻厭氧消化產(chǎn)甲烷影響實驗設(shè)計
        2.2.2 MEC-納米磁鐵礦促進(jìn)銅綠微囊藻厭氧消化產(chǎn)甲烷實驗設(shè)計
    2.3 數(shù)據(jù)分析
        2.3.1 庫倫效率和電流密度計算
        2.3.2 陰極還原二氧化碳產(chǎn)甲烷可利用的電子數(shù)目
        2.3.3 產(chǎn)甲烷數(shù)學(xué)模型
        2.3.4 能量回收分析
3 結(jié)果與分析
    3.1 MEC對銅綠微囊藻厭氧消化的影響
        3.1.1 產(chǎn)氣情況分析
        3.1.2 有機(jī)物降解情況分析
        3.1.3 VFAs 濃度變化分析
        3.1.4 pH 值變化分析
        3.1.5 庫倫效率、電流密度和高通量分析
        3.1.6 小結(jié)
    3.2 納米磁鐵礦強(qiáng)化 MEC 中銅綠微囊藻厭氧消化的影響
        3.2.1 產(chǎn)氣情況分析
        3.2.2 有機(jī)物去除情況分析
        3.2.3 揮發(fā)性脂肪酸濃度變化分析
        3.2.4 pH 值變化分析
        3.2.5 二價鐵離子濃度分析
        3.2.6 庫倫效率和電流密度分析
        3.2.7 微生物群落分析
        3.2.8 小結(jié)
    3.3 能量回收分析
4 總結(jié)
    4.1 總結(jié)
    4.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡歷



本文編號：3767897