發(fā)布時間：2025-05-07 23:41

　　水解酸化作為厭氧產甲烷的前一階段,承擔著為產甲烷菌提供適宜底物(一元碳和乙酸)的任務,同時也是工業(yè)廢水提高可生化性的重要預處理手段,但其在實際應用中效率通常較低。一個重要的原因是厭氧產酸常受限于較高H2分壓——H+作為酸化段厭氧氧化有機物的電子受體,其氧化還原電位較低(EH+/H2=-414 mV,pH = 7),只有在較低的H2分壓(<104-10-5atm)下,有機酸的厭氧氧化才能在熱力學上自發(fā)進行。同型產乙酸菌和嗜氫產甲烷菌作為厭氧耗H2的主要微生物,在許多厭氧系統(tǒng)中豐度較低,容易造成H+積累,進而導致厭氧工藝失敗。因此,降低H2分壓是推動厭氧水解酸化的關鍵�；诖�,本論文開展厭氧水解酸化中的種間氫傳遞的強化方法和機制研究,分別采用零價鐵強化同型產乙酸、磁鐵礦強化異化鐵還原以及生物電化學系統(tǒng)強化嗜氫產甲烷等厭氧耗H2手段,加速有機物的水解酸化,同時形成具有特殊結構的水解酸化顆粒污泥,為后續(xù)產甲烷過程提供適合的底物和環(huán)境條件。主要研究內容和結果如下:(1)為了強化厭氧水解酸化階段同型產乙酸(耗氫)代謝,推動該平衡反應向右進行,本研究將零價鐵投加至厭氧水解酸化反應器,以有機酸(丙...

【文章頁數(shù)】：121 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

圖1.1復雜有機物厭氧發(fā)酵過程

鐵強化厭氧水解酸化微生物種間氯傳遞及其調控因此不能夠被微生物直接利用。他們需要被胞外水解酶分解為小分子可溶這些溶解性單體或者二聚體有機物在產酸發(fā)酵細菌作用下進一步轉化為有乙酸）和醇等末端產物，同時產生新的細胞物質［９］。對于含有難降解物質或者物的廢水，水解產酸過程通常進行較為緩慢....

圖1.3顆粒污泥結構示意圖

氧顆粒污泥絕大部分呈橢球形或球形，其成熟后表面邊界清晰，直徑變化范圍從??至丨」５．０?ｍｍ，有的甚至可達至ｌｊ?７．０?ｍｍ［４２］。透射電子顯微鏡（ＴＥＭ）分析顯示，顆粒??表面和內部都存在大量不同種類的微生物群體，而這些微生物群體的種類與厭氧??內污水組成及反應器操作條件密....

圖1.4顆粒污泥內的種間電子傳遞Figure1.4Interspeciesformate/hydrogentransferingranularsludge

鐵強化厭氧水解酸化微生物種間氫傳遞及其調控泥。因此對于厭氧反應器而言，適當?shù)乃νＡ魰r間選擇對反應器內顆粒污泥有決定性作用。污泥中微生物在代謝過程中會分泌大量的胞外聚合物（ＥＰＳ），主聚糖和蛋白質。胞外多聚糖能夠有效調節(jié)細胞的聚合和粘連，對維持顆粒污泥落的結構完整性方面起著至關重....

圖１．５產甲烷微生物電解池原理示意圖??Ｆｉｇｕｒｅ?１．５?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍｓ?ｏｆ?ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ?ｆｏｒ?ｍｅｔｈａｎｅ－ｐｒｏｄｕｃｉｎｇ?ＭＥＣ??

氧發(fā)酵過程中得到廣泛研宄，其機制在于電活性微生物在陽極氧化有機物，并將產生的??電子傳遞至陽極；在外加電場驅動下，電子由陽極被傳遞至陰極，進而被陰極表面的嗜??氫產甲烷菌捕獲，并還原二氧化碳產甲烷圖１．５）。??陽極：ＣＨ３ＣＯ〇－?＋?４Ｈ２〇?＝?２ＨＣ〇３－?＋?９Ｈ＋?＋....

本文編號：4043977