厌氧序批与连续流反应器中生物储存和氢利用的研究

厌氧序批与连续流反应器中生物储存和氢利用的研究

论文摘要

本文采用厌氧序批式反应器和连续流反应器,以葡萄糖为单一基质,进行对比试验,探讨厌氧消化过程中的生物储存以及甲烷菌对氢的利用。实验结果表明,序批操作的ASBR反应器中存在着生物储存现象。由于进水阶段基质充足,发酵产酸菌(称之为储糖菌)将部分基质以糖原的形式储存于细胞内;进水结束后,基质缺乏,储糖菌将储存的糖原转化为VFA,同时获得能量用于细胞合成。ASBR反应器中,糖原的储存不仅能减缓VFA的积累,且能减小产氢速率,降低反应器内的氢分压,从而为ASBR反应器的高效稳定运行创造良好条件。而在同样条件下,厌氧连续流反应器中几乎不存在糖原的储存,氢分压也相对较高。ASBR反应器中活性污泥的最大氢利用速率为24.65 ml-H2/gVSS·h,连续流反应器中的相应值为60.81 ml-H2/gVSS·h,结果表明,连续流反应器中活性污泥相比ASBR具有更大的利用氢的潜力。ASBR反应器中活性污泥乙酸、丙酸、丁酸和乙醇的最大比产甲烷活性分别为0.396 gCOD-CH4/gVSS·d、0.464 gCOD-CH4/gVSS·d、0.096 gCOD-CH4/gVSS·d和0.492 gCOD-CH4/gVSS·d;连续流反应器相应四种基质的最大比产甲烷活性分别为1.073 gCOD-CH4/gVSS·d、0.602 gCOD-CH4/gVSS·d、0.880 gCOD-CH4/gVSS·d和1.348 gCOD-CH4/gVSS·d。两个反应器中污泥的形态存在明显差异。ASBR反应器中污泥呈絮状、絮体较大且界面清晰,无丝状菌存在,SVI约为43 ml/g,沉淀性能良好,较少污泥随出水排出反应器;厌氧连续流反应器活性污泥中丝状菌大量存在,SVI约为140 ml/g,污泥沉降性能较差,有较多污泥随出水流失。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 1 绪论
  • 1.1 厌氧生物处理概况
  • 1.1.1 厌氧生物处理技术的产生与发展
  • 1.1.2 厌氧生物处理基本原理
  • 1.1.3 厌氧生物处理的影响因素
  • 1.1.4 厌氧生物处理的优缺点
  • 1.1.5 厌氧生物处理的前景
  • 1.2 ASBR概况
  • 1.2.1 ASBR的基本原理
  • 1.2.2 ASBR的影响因素
  • 1.2.3 ASBR的优缺点
  • 1.2.4 ASBR的应用现状及发展前景
  • 1.3 胞内储存理论
  • 1.3.1 胞内储存物的种类
  • 1.3.2 胞内储存能力的产生
  • 1.3.3 储存过程中的能量来源
  • 1.4 厌氧消化系统中的氢分压调控理论
  • 1.4.1 厌氧消化系统中氢的产生与消耗
  • 1.4.2 氢分压在厌氧消化中的调控作用
  • 1.5 课题来源、研究内容、目的及意义
  • 1.5.1 课题来源
  • 1.5.2 研究内容
  • 1.5.3 目的及意义
  • 2 材料与方法
  • 2.1 反应器
  • 2.2 进水水质
  • 2.3 反应器运行
  • 2.4 测定项目及方法
  • 2.4.1 仪器与设备
  • 2.4.2 常规分析项目及方法
  • 2.4.3 沼气组分的测定方法
  • 2.4.4 VFA的测定方法
  • 2.4.5 糖原的测定方法
  • 2.4.6 最大比产甲烷活性的测定方法
  • 2.4.7 氢利用速率的测定方法
  • 2.5 表征氢分压及储存能力的参数
  • 3 结果与分析
  • 3.1 反应器运行状况
  • 3.1.1 ASBR反应器
  • 3.1.2 连续流反应器
  • 3.2 反应器中糖原储存量、氢分压和VFA分析
  • 3.2.1 糖原储存量
  • 3.2.2 氢分压
  • 3.2.3 VFA
  • 3.3 污泥性能
  • 3.3.1 物理指标
  • 3.3.2 化学指标
  • 3.3.3 生物化学指标
  • 3.4 氢利用速率
  • 3.4.1 实验结果分析
  • 3.4.2 污泥最大氢利用速率
  • 4 结论
  • 致谢
  • 参考文献
  • 硕士学位期间参与的科研项目
  • 相关论文文献

    标签:;  ;  ;  ;  

    厌氧序批与连续流反应器中生物储存和氢利用的研究
    下载Doc文档

    猜你喜欢