【摘 要】
：
厌氧发酵技术,作为一种成熟的固废能源化技术,因其成本较低、燃烧污染小等优势而被广泛使用。在厌氧发酵的过程中,污泥中的有机物质可以被生物转化为H2、短链脂肪酸（Short-chain fatty acids,SCFAs）和CH4等有机能源物质。其中,短链脂肪酸不仅可以作为一种优质碳源来增强生物营养物去除性能,又可以用于合成可降解型的生物塑料,还可以直接进入微生物电化学系统（Microbial ele
论文部分内容阅读
厌氧发酵技术,作为一种成熟的固废能源化技术,因其成本较低、燃烧污染小等优势而被广泛使用。在厌氧发酵的过程中,污泥中的有机物质可以被生物转化为H2、短链脂肪酸（Short-chain fatty acids,SCFAs）和CH4等有机能源物质。其中,短链脂肪酸不仅可以作为一种优质碳源来增强生物营养物去除性能,又可以用于合成可降解型的生物塑料,还可以直接进入微生物电化学系统（Microbial electrochemical system,MES）进行生物产电。由于短链脂肪酸广泛的应用前景,污泥厌氧发酵产酸得到了越来越多学者的关注。随着城市化建设及社会经济的快速发展,新兴有机污染物（Emerging organic contaminants,ECs）大量产生,其有毒有害并且难以降解,得克隆（Dechlorane Plus,DPs）作为一种有机氯脂肪族阻燃剂,具有低毒、高着火点等优良特性,是目前应用和研究最广泛的阻燃剂物质之一。得克隆（DPs）由于高度的疏水性和亲脂性,会通过吸附等作用转移至污泥中,并且由于得克隆（DPs）稳定性较好,难被生物和自然光降解,可以在环境中长期稳定存在,从而对污泥的进一步资源化利用产生潜在威胁。本研究基于固体废物的“三化原则”（无害化、减量化、资源化）和“3R原则”（Reduce—减量、Reuse—复用、Recycle—再生）,主要目的是探索一种新兴污染物得克隆（DPs）对剩余活性污泥厌氧发酵的潜在影响。首先,初步确定得克隆（DPs）对污泥厌氧发酵产酸的最佳p H值环境,为后续研究提供基础,研究发现,调节p H值可以有效的改变SCFA的产生量,碱性环境下SCFAs的产生量要明显高于中性和酸性环境;而剩余活性污泥中溶解性COD以及溶解性蛋白质和溶解性多糖在碱性环境下均高于酸性环境和中性环境,因此p H值为10时是SCFA产生的最佳的环境。随后,研究了不同剂量的得克隆对污泥厌氧发酵过程中短链脂肪酸产量的影响,研究表明,DPs的存在会影响剩余活性污泥厌氧发酵产酸,且DPs含量越高,抑制作用越强,SCFA的产生量越少,而SCFA组分分析表明DPs的存在抑制产酸主要通过降低乙酸的含量。其后,研究了得克隆对污泥厌氧发酵机理的影响,包括DPs对厌氧发酵中溶解、水解和酸化过程的影响,研究结果显示,在DPs的影响下会促进污泥颗粒的物理裂解,但DPs的存在对剩余活性污泥中溶解性有机物的产生量却存在抑制作用,且DPs浓度越高,溶解性有机物的含量越低,而DPs的存在也会降低了剩余活性污泥中胞外聚合物（Extracellular polymeric substances,EPS）的含量,且DPs含量越高,EPS含量降低越明显,并且主要通过降低溶解性EPS（S-EPS）的含量影响发酵体系中EPS的含量;通过3D-EEM、FT-IR的测定,表明在DPs的投加抑制了类腐殖酸、类富里酸的产生,这在一定程度上抑制了厌氧的酸化过程,另外,高剂量的DPs会导致剩余活性污泥中更多NH4+-N和PO43--P的释放。最后,分析了当DPs存在时,污泥发酵系统中相关的酶的活性以及微生物群种群结构的变化,通过高通量Illumina Miseq测序和群落分析,表明高剂量的DPs会影响细菌群落的丰富度,在门水平上DPs降低了Firmicutes和Actinobacteria的丰富度,这也是SCFA降低的重要原因之一,在属水平上DPs的存在降低了影响SCFA产生的典型产酸微生物Proteiniclasticum的相对丰度;在古细菌种群结构的分析中,属水平上,DPs的存在会抑制乙酸营养型古细菌Methanocorpusculum、Methanosaeta的活性,以及唯一能够利用3种甲烷生物合成途径的产甲烷微生物菌属Methanosarcina的活性,减缓厌氧发酵过程对SCFA的消耗,但DPs的存在对Methanobrevibacter、Methanospirillum等氢营养型产甲烷菌,以及甲基型产甲烷菌Methanomethylovorans影响不大;在发酵后期,DPs浓度的升高对蛋白酶、α-葡萄糖苷酶、乙酸激酶活性造成明显的抑制作用,但是丁酸激酶活性随着DPs浓度的升高而呈现增加的趋势,不同DPs浓度对产甲烷化阶段的辅酶F420和微生物活性有关的酶CODH的影响较小。本文的研究结果有效的填补了污泥厌氧发酵与新兴污染物得克隆之间相互作用的研究空白,符合我国固体废物处理的无害化、减量化和资源化原则,对今后的污泥处理处置和资源化利用具有重要的参考意义。
其他文献
随着我国工程建设的快速发展,不可避免要对山区边坡进行人工切坡开挖,而因切坡过程不当所诱发的滑坡现象经常发生。堆积层边坡作为最常见的边坡类型之一,其坡体物质组成松散,对该类边坡进行切坡开挖施工则更容易诱发滑坡。因此,如何依据堆积层边坡的切坡致滑灾变规律,建立与其相适应的有效稳定性评价模型,已经成为滑坡稳定性评价领域内亟待研究和解决的重大课题之一。本文依据堆积层边坡的特点以及切坡失稳致滑效应,以四川省
水是地球万物生命之源,是生物圈的血液,是人类赖以生存和发展的物质基础。受到世界人口的大幅增长、社会经济的快速发展、水资源不合理的开发与利用及工农业污染物的超标排放等因素影响,水质恶化现象日益严重,突发水环境污染事故频发。在此背景下,水质安全预警体系研究逐渐成为各国环境管理部门及科研学者关注的热点。现有的水质安全预警体系只能对渐变式水环境污染事故或已经发生并有恶化表象显现出来的突发式水环境污染事故进
基于带隙工程的可调激子动力学在光伏以及信息存储等领域收到了广泛关注与研究。以二硫化钼为代表的二维过渡金属硫族化合物（TMDCs）带隙覆盖1.5～2.4e V,具有丰富的激子物理特性,因此广泛应用于各类光电子器件中。通过化学掺杂,施加预应力等方式可以对材料的带隙进行一定程度的调控,从而优化其激子器件性能,但是这些方法普遍操作复杂、难以定量操控,导致材料中激子的动力学过程波动较大,器件性能难以稳定,限
文本情感分析是自然语言处理领域中的一个重要研究方向,在产品调研、网络舆情发现和社会热点分析等诸多领域有着广泛的应用价值。基于方面的情感分析是细粒度的情感分析任务,通过对文本描述的方面进行细粒度化的分析归纳来获取深层次的情感特征。近年来深度学习模型在自然语言处理领域表现出了独特的优势,能够处理海量文本数据并自动化捕捉深层次的语义特征,被广泛应用于各类下游任务中。在情感分析领域,通过搭建合适的深度学习
电子工业生产途中会大量生成含有机物和重金属的难降解废水,这类废水污染物浓度高,水质差,危害大,难以处理利用。高级氧化目前是处理工业废水最有前景的技术。三维电芬顿是以羟基自由基（·OH）为基础的高级氧化方法之一,相比传统电芬顿因添加了粒子电极具有更高电流效率和更宽的p H适用范围等优点,已在处理难降解废水中取得一定成果,但在处理络合态重金属和水中溴代阻燃剂方面鲜有研究报道。本文以Ni-EDTA、Cu
传统的污水处理技术工艺流程复杂、成本高、污水中的营养物质难以有效利用。而微藻环境适应能力强、易于培养,对不同浓度的污水有较好的耐受性,在生长的过程中能够有效吸收污水中的有机物、氮、磷等物质。将污水处理与微藻培养相耦合,能够使污水得到有效处理、降低污水处理成本,所收获的微藻可用作生产生物柴油、营养品、药品、化妆品等的原料,此技术具有广阔的发展及应用前景。然而,微藻回收是制约微藻培养与污水处理耦合技术
青岛位于山东半岛,是一座北方滨海城市,地下水系丰富,地下混凝土工程长期受地下水系甚至海水的腐蚀侵蚀,因此,对地铁地下车站主体结构混凝土的抗裂性和耐久性有很高的要求。但是,从目前的调研情况来看,地下车站主体结构混凝土很容易受到多种因素影响而形成有害裂缝,且因原材不稳定、施工环境、温湿度的变化,导致混凝土质量的波动。现有的规范计算模型未考虑多因素耦合的作用,且现场施工很难做到结合当地地材,选用最优配合
随着经济的发展,汽车保有量迅速提高,制动安全问题变得尤为重要。在制动过程中,传统制动块的磨损产生的微粒会对环境及人体产生危害。相较于传统制动摩擦片,陶瓷制动摩擦片配方工艺复杂、原料昂贵等,这些问题成为了制约其进步的绊脚石。玄武岩纤维在摩擦磨损性能和热稳定性能方面接近碳纤维,而且价格低廉,用以替代陶瓷制动摩擦片中的碳纤维,能够降低陶瓷摩擦片的成本;玄武岩纤维是一种高强度的绿色纤维,使用过程中不会污染
人口老龄化现象不断加剧,老龄人口和肢体残疾人口数量不断增多。如何应对楼梯地形完成出行目的已经成为当下热点。同时随着机械自动化技术的不断发展和国家对于老年友好型社会的要求,爬楼轮椅已经成为一个重要的研究方向。总结国内外轮椅的发展现状,根据社会实际需求,提出了一种半共享式的爬楼轮椅,即将爬楼轮椅分为爬楼模块和平地行驶模块两大部分。在台阶地形较多的场所放置公共爬楼体,使用者只需携带可折叠的平地行驶模块,
近年来,随着“海上丝绸之路”倡议的提出以及沿海经济的快速发展,海洋平台、海港码头以及大跨度桥梁等基础设施逐渐增多。海洋环境下众多因素都会对混凝土结构的耐久性产生影响,如腐蚀离子、生物污损、潮汐海浪、温度变化等。表面处理是最为常见的海洋环境混凝土防腐措施,其中有机-无机杂化涂层兼备有机涂层与无机涂层的优点,并容易与功能组分复合。受自然界生物矿化的启发,仿生有机分子诱导矿化反应可以调控无机晶体的晶型及