污泥热解液厌氧发酵研究

来源 :同济大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xumingxingHUANG
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
污泥热解可实现污泥的减量化、无害化和资源化利用。相对于燃烧和气化而言,热解过程产生的气体可燃且具有高热值;残炭具有多孔结构,可作为吸附剂或催化剂的原料;但热解液态产物中,除水分之外,还包含各种易溶于水和难溶于水的有机物,有难闻的气味和一定的生物毒性,无法直接作为燃料或化学产品被利用。因此,急需寻找更为有效的热解液资源化利用和降解技术,以实现污泥热解工艺的优化与大规模应用。
  厌氧发酵是降解有机物经济而有效的手段。本研究尝试采用厌氧发酵的方法降解污泥热解液。首先,通过考察250~550℃热解温度下污泥热解液的产量和成分,探讨其通过发酵进行降解的可能性;同时选取常用热解温度下(450℃)的热解液,在中温35℃水浴条件下,与沼液、米饭、牛粪等混合进行厌氧发酵,探究不同工况下热解液的发酵特性。随后比较了250、350、450和550℃热解液接种后在55℃水浴条件下的单独厌氧发酵行为;最后研究了250、350、450和550℃热解液与牛粪混合后厌氧发酵的可行性和发酵特性。主要研究结果如下:
  1)研究了250~550℃条件下,污泥热解液的产率、成分和理化性质。结果显示,热解液的产率受热解温度的影响不大。随着热解温度升高,热解液产率呈递增趋势,但增幅较小,最高累计增幅仅为4.22%。
  2)研究了在中温35℃水浴、用沼液接种的条件下,450℃的热解液与剩余米饭和牛粪的混合厌氧发酵特性。结果显示,接种后的热解液难以直接发酵产气;与剩余米饭混合发酵时,热解液抑制了米饭的发酵;与牛粪混合发酵时,热解液也抑制牛粪的产气效果,且随着热解液量增加,抑制作用加剧。因此,450℃热解液不能在35℃的条件下实现厌氧发酵。
  3)研究了250~550℃热解液高温55℃水浴条件下单独厌氧发酵实验。结果显示,热解液能够被厌氧降解,产生少量沼气(累计7.4~10.8mL/g),且不同温度热解液的产气效果不同;350℃热解液发酵产气效果略优。
  4)以250℃热解液为例,研究了热解液与牛粪按不同比例(5/80,10/80,15/80;g/g)混合进行高温共厌氧发酵的特性。结果显示,各混合发酵组累计产气量均少于牛粪单独厌氧发酵组,证明250℃热解液对牛粪的厌氧发酵产生了抑制作用;并且随着热解液量的增加,抑制作用加强。但是10/80组后期产气量略高于5/80组,证明菌种对热解液的毒性有一定的适应能力。
  5)研究了250~550℃热解液与牛粪定比例混合高温厌氧发酵的特性。结果显示,混合厌氧发酵比热解液单独厌氧发酵反应稳定,350℃热解液与牛粪混合累计产气量达116.42mL/gVS,略高于纯牛粪对照组(110.36mL/g VS);其余各组均低于牛粪单独发酵,依次为550℃组、450℃组和250℃组。550℃组的总挥发性脂肪酸降解程度最大,降幅达1274mg/L,证明热解液中的有机物得到了有效降解。
  综上所述,厌氧发酵是一种可行的处理污泥热解液的方法。热解液与牛粪以较小比例混合实现厌氧发酵处理,有利于热解液中有机物的分解,也能获得能源。从产气量和有机物降解情况来看,350℃热解液最适合进行混合批式厌氧发酵处理。推荐发酵工况为高温55℃条件,终温350℃热解液与牛粪的有机质比为1:3,牛粪与接种液的接种比为2:1,发酵时间为30天。
其他文献
褐腐菌是森林生态系统中常见的分解者,可利用非酶Fenton反应(Fe2++H2O2→·OH+OH-+Fe3+)氧化木质纤维素。近年研究发现,广泛存在于木腐菌中的裂解性多糖单加氧酶(Lytic polysaccharide monooxygenase,LPMO)可在抗坏血酸、双酚等外源电子供体驱动下氧化纤维素、半纤维素等一系列多糖,并促进多糖的水解,但褐腐菌LPMO的性质和功能少见研究报道。因此,本
学位
番茄红素(lycopene)具有具有抗氧化、抗衰老、预防心血管疾病、抗癌等作用,在食品着色剂、饲料补充剂、营养品、化妆品、药物等方面有广泛用途。目前番茄红素的生产方法主要有植物提取法,化学合成法以及生物合成法。植物提取法受到植物生长周期的限制,并且在提取过程中容易发生氧化。化学合成过程中副产物多,易造成环境污染。而生物合成副产物少,成本低,不受时间、地理条件等因素影响。本研究以产油解脂耶氏酵母(Y
学位
胎盘是哺乳动物胚胎发育过程中形成的临时器官,参与母体和胎儿之间气体、营养和代谢废物的交换,对于维持胎儿的正常生长和发育至关重要。胎盘钙化是指以钙磷酸盐为主物质在胎盘组织中沉积,严重胎盘钙化将影响胎盘的发育和功能,增加胎儿出生异常的风险。但是目前有关胎盘钙化机制研究非常少。XPR1编码一种异嗜性的多变性小鼠白血病病毒受体(XPR1),在细胞膜上表达,进一步研究发现它具有将胞内无机磷(Pi)转运至胞外
学位
NPPA基因编码的心房利钠肽(Atrial natriuretic peptide,ANP)是心房合成和分泌的一种激素,受牵张后释放到循环中,发挥强大的利钠利尿、舒张血管等作用,维持心血管系统的稳态。在之前的工作中,我们发现NPPA基因的多态rs5063SNP与房颤的发生相关联,同时报道了第二例诱发房颤的NPPA突变,p.Ile138Thr,并验证了突变的NPPA通过诱发心肌炎症和纤维化导致心脏结
由创伤、炎症、肿瘤和退行性病变等引起的骨损伤或骨缺损是骨科临床常见病之一。临床上对于较大体积骨缺损常用的自体或异体骨移植治疗存在供体有限、排异反应和疾病传染等诸多问题。利用支架材料、种子细胞和细胞因子的组织工程方法实施骨损伤的修复和治疗已经显现出临床应用前景。除了常用的预成型孔状固体支架以外,水凝胶在骨缺损修复与重建中也得到了越来越多的应用。  壳聚糖/甘油磷酸钠温敏水凝胶是一种制备方便和体内生物
紫杉醇是一种高效、低毒、广谱的抗癌药物,与其他药物配合使用对癌症有极好的疗效。但因其在红豆杉中含量极低,市场供不应求,提高紫杉醇的产量是目前亟需解决的重要问题。TGA转录因子是碱性亮氨酸拉链(basic leucine zipper,bZIP)TF家族中GroupD成员之一,广泛参与植物抗逆、器官发育、次生代谢产物合成等各生理过程。本研究利用转录组数据,鉴定了红豆杉中TGA类转录因子,并对其调控紫
学位
结肠癌作为致死率排名前三的肿瘤类型,近些年逐渐呈现出年轻化趋势,虽然现在相关临床治疗手段在不断提高,但由于结肠癌早期无症状,无法做到早发现早治疗以及术后预后不佳,都会导致患者的生存率较低。因此,阐明结肠癌发生发展的相关分子机制,对结肠癌的临床治疗和新的药物靶点的选择具有重要的意义。  FBW7作为抑癌蛋白,通过泛素化调节多种肿瘤相关蛋白的稳定和功能等来影响肿瘤的发生发展。FBW7的表达下调或失活与
学位
目的:(1)构建小鼠白细胞介素18(murine interleukin 18,mIL-18)的原核表达载体并表达,纯化重组mIL-18(recombinant murine interleukin 18,rmIL-18),以研究白细胞介素18(interleukin 18,IL-18)的抗肿瘤作用.(2)构建mIL-18逆转录病毒载体,并研究其在真核细胞中的表达,为IL-18的肿瘤基因治疗打下基
植物体细胞胚发生(SE)是由外源生长素诱导的、从高度分化的细胞向胚胎发育的独特生理现象,了解体细胞向胚性细胞分及胚台发育初期过程中相关分子事件是理解体胚发生的关系.Ca及CaM是细胞中重要的信号转导中介之一,外源刺激(如激素)常会引起细胞质内Ca剧烈变化,从而引起相关基因的表达,最终实现生理效应.该论文为了阐明Ca-CaM是否参与了体胚发生,以具有一定研究基础的西北名贵中药材枸杞为材料设计了相应实
烟草(Nicotiana tabacum L.)在中国的农业生产中占有重要地位.为了探索烟叶品质的提高途径,该文用S和NAA在烤烟生长的不同时期喷施烟株叶片,探索了这两种植物生长调节剂对烤烟的调控规律和调控机理.研究发现,不同浓度的S处理烤烟幼苗均可降低株高、增加茎围和每株根数.处理的烟苗叶面积小,叶色深,叶片中叶绿素与类胡萝卜素含量都不同程度地增加,但处理的叶绿素a/b比值下降.