厌氧产甲烷反应器出水的分子光谱表征

【摘要】：废水生物反应器中的成份较为复杂，采用传统的化学分析方法已不能满足实时在线监测的要求，而光谱法具有不消耗试剂、可实现在线原位测定等优点，成为一种具有广阔应用前景的生物反应器监控方法。 本论文以厌氧产甲烷反应器为研究对象，利用化学计量学来解析所获得的光谱，提取厌氧反应器出水样品的光谱信息，进而建立它们与反应器运行过程参数之间的联系,旨在构建光谱法表征厌氧产甲烷反应器参数和运行状态的方法。 本课题遵循反应器运行→反应器出水光谱表征→光谱数据处理分析→反应器近红外光谱与挥发性脂肪酸（VFA）建模分析→运行状态与荧光光谱变化关联分析。利用光谱分析原理和方法来研究分析反应器出水近红外光谱与荧光光谱。采用化学计量方法建立厌氧产甲烷反应器出水的近红外光谱与挥发性脂肪酸的关系模型。分析了反应器运行状态与三维荧光光谱变化的关联性。 利用偏最小二乘法对配制的VFA溶液近红外光谱进行了测定，分析结果显示，所得各组分乙酸、丙酸、丁酸的预测值与实际值的相关系数分别为0.9935、0.9907、0.9952，预测浓度与实际浓度有很好的吻合度，结果令人满意。在此基础上，利用近红外光谱表征了厌氧产甲烷反应器启动过程的出水，结合出水中VFA的气相色谱分析结果，应用偏最小二乘法建立了它们的之间的定量分析模型，结果表明，所建立的模型可用于该反应器出水VFA的快速测定。 对反应器的出水进行三维荧光表征，正常运行的反应器出水中的荧光物质主要有蛋白质、辅酶NADH和辅酶F420，而产甲烷过程受到抑制时，反应器出水中辅酶F420消失，荧光物质主要是蛋白质和辅酶NADH。三维荧光谱图亦能反映反应器的运行状况及产甲烷菌的生物活性,荧光物质的浓度与反应器的状态参数之间有着密切的内在联系，蛋白质、辅酶NADH和辅酶F420三种荧光物质的荧光强度和荧光物质的浓度在一定程度上可以反映反应器内微生物的活性，从而判断反应器的运行状态，对反应器的监控起到十分重要的作用。 【关键词】：厌氧产甲烷反应器 挥发性脂肪酸（VFA） 近红外光谱 三维荧光光谱
【学位授予单位】：安徽建筑大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：X703
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 插图或者列表清单10-13
• 第一章 绪论13-27
• 1.1 研究背景13
• 1.2 厌氧生物处理工艺13-17
• 1.3 废水生物处理反应器出水的监测方法17-24
• 1.3.1 多糖和蛋白质的测定方法17-18
• 1.3.2 挥发性脂肪酸的测定方法概述18-19
• 1.3.3 化学需氧量的测定方法19
• 1.3.4 近红外光谱分析方法概述19-22
• 1.3.5 荧光光谱概述22-24
• 1.4 厌氧反应器监测的现状和问题24-25
• 1.4.1 反应器出水的近红外表征24
• 1.4.2 反应器出水的荧光表征24-25
• 1.5 本文的研究意义和目的25-27
• 1.5.1 意义和目的25-26
• 1.5.2 主要内容26-27
• 第二章 实验材料与分析方法27-30
• 2.1 实验27-28
• 2.1.1 实验装置27-28
• 2.1.2 实验仪器设备28
• 2.2 常规项目测定方法28
• 2.3 合成废水28
• 2.4 实验设计28-30
• 第三章 废水生物处理反应器中出水成分的近红外光谱测定分析30-51
• 3.1 材料及方法30-32
• 3.2 近红外光谱与挥发性脂肪酸的建模分析32-44
• 3.3 建立校正模型44-50
• 3.5 本章小结50-51
• 第四章 厌氧反应器出水的荧光光谱表征51-59
• 4.1 UASB 的运行工况51-52
• 4.1.1 样品的准备与分析52
• 4.1.2 分析测试52
• 4.1.3 三维荧光光谱的获取与分析52
• 4.2 厌氧反应器运行状态52-56
• 4.2.1 温度对厌氧产甲烷反应器的影响52-54
• 4.2.2 VFA 浓度对厌氧反应器酸败的预警54-56
• 4.3 样品的三维荧光谱图分析56-58
• 4.4 本章小结58-59
• 第五章 结论59-61
• 5.1 结论59
• 5.2 存在问题59-61
• 参考文献61-65
• 致谢65-66
• 作者简介66

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

多源光谱信息融合在水质分析中的应用    武晓莉;李艳君;吴铁军;

三维荧光光谱技术分析应用进展    刘志宏,蔡汝秀

遗传算法在近红外光谱分析波长及预处理方法同步选择中的应用    曾立波;贺志平;

中药材三七提取液近红外光谱的支持向量机回归校正方法    瞿海斌,刘晓宣,程翼宇

近红外光谱分析技术进展及其在烟草行业中的应用    张灵帅;邢军;王卫东;谷运红;焦浈;

常温下UASB处理鱼粉加工废水启动特性研究    黄理辉;冯雷;高宝玉;邢丽贞;朱小彪;郭鹏;

UASB/SBR/MBR工艺处理生活垃圾焚烧厂渗滤液    宋灿辉;肖波;胡智泉;童碧云;方朝军;王武忠;

CCD近红外光谱谱图预处理方法研究    徐广通,袁洪福,陆婉珍

分立波长型近红外光谱分析仪定标模型的优化    芦永军,曲艳玲,张军,朴仁官

溶解有机质的三维荧光光谱特征研究    傅平青;刘丛强;吴丰昌;

厌氧反应器的运行与在线监测    赵全保

废水生物处理反应器的光谱定量分析方法研究    张梦霖

UASB工艺处理秸秆乙醇废水的厌氧研究    乔华军;蒋文化;姜涛;马三剑;

UASB反应器处理制药废水的实验研究    周宇昭;蒋文化;张晔;戴庆武;马三剑;

有机固体废弃物厌氧发酵处理的研究进展    左秀锦;巩潇;曹建明;苏荣梅;王永波;

Fenton氧化预处理天然气净化检修废水的研究    欧阳峰;张丹;张鹏;

富马酸废水厌氧处理试验研究    张一波;邹华;

UASB反应器处理马铃薯加工废水的研究    李娟红;张贵清;刘忻;蒋京东;马三剑;

pH值对水稻秸秆厌氧发酵产沼气的影响    王永泽;邵明胜;王志;陈雄;李冬生;王金华;

升流式厌氧污泥床工艺处理木薯酒精废水研究    王志刚;浦跃武;

微生物絮凝剂廉价制备的研究进展    张艳君;张志强;戴晓晴;王春晖;

一体式A/O-MBR处理校园生活污水中试研究    赵丽娜;青鹏;张爽;张少磊;陈文清;李正山;

全光亮化学镀镍工艺研究    郑筱梅;李自林;苏苹;

镍-纳米Al_2O_3复合电镀的工艺研究    郑筱梅;杨玲;刘光兵;

两种底物厌氧发酵产氢能力的比较    王占青;刘喆;张敏;李永峰;

两种底物厌氧发酵产氢能力的比较    王占青;李永峰;刘喆;张敏;

EGSB反应器中毒后快速恢复活性    黄益平;夏伟;邹鑫;刘毅;徐景富;刘爽;

乳制品公司废水处理的研究进展    马丽卫;翟海瑞;王倩;张利娟;杨劲松;

近红外检测技术在中药研究中的应用    龙长江;万鹏;

数据处理方法在近红外光谱分析中的应用进展    刘洁;李小昱;李培武;王为;张荣荣;张军;

IC厌氧反应器在废水处理中的应用    苑建伟;邱凌;刘娟娟;杨鹏;

微氧厌氧生物脱硫技术实验研究    解庆林;李丽芳;李亚伟;

地中海贫血筛查指标的FTIR/ATR光谱分析方法研究    尹浩

超高效螺旋式厌氧反应器三相流动特性的研究    陈小光

稳健回归技术及其在光谱分析中的应用    包鑫

云母颜料制备及其机理研究    高惠民

预处理后剩余污泥中温两相厌氧消化效能研究    李广

血清葡萄糖总胆固醇的FTIR/ATR光谱分析    谢军

基于近红外光谱技术的上市品种三七三醇皂苷及其制剂生产过程质量控制研究    龙飞

光谱分析的化学计量学研究及其在土壤近红外分析中的应用    陈华舟

氧化铈催化臭氧氧化水中有机物及控制溴酸盐研究    王群

折流板管状空气阴极微生物燃料电池构建及产电特性研究    李贺

生产性IC反应器的启动及“酸化”研究    沈小华

近红外漫反射光谱结合PLS-ANN算法对药物有效成分的定量分析测定    何文

林可霉素废水处理工艺及启动研究    牛娜

同步除硫脱氮除磷微生物筛选及对矿区废水处理实验研究    任军俊

海绵铁过滤—水解酸化—膜生物反应器组合工艺处理印染废水的研究    李冰

维生素C行业清洁生产分析及废水厌氧启动研究    孙润超

分子光谱结合高效液相色谱研究人参根不同部位的差异性    武艳红

预处理技术在大型污水处理厂COD减排中的效能研究    虞伟权

基于三维荧光光谱的水体有机污染物浓度检测方法    吴元清

基于三维荧光光谱的食品中真菌毒素检测方法    杜阳锋

气相色谱法测定工业废水厌氧反应中的挥发性脂肪酸    刘建华,郭洪光,刘艳君

光干涉式甲烷浓度检测系统的研制    王子江,潘云,叶向荣,夏益民

一种二氧化碳气体检测方法    白泽生;

红外光谱分析技术的应用    马旭,丁永生,朱益民,张少君,公维民

腐殖酸三维荧光光谱特性研究    傅平青,刘丛强,尹祚莹,吴丰昌

荧光探针在蛋白质研究中的应用    王守业,余华明,张祖德,刘清亮

三维荧光光谱法同时测定钐、铕、铽和镝    李建军;陈观铨;刘涛;曾云鹗;

三维同步荧光法研究喜树生物碱衍生物的荧光光谱性质    何家俊,任英,张文毅

溴甲酚绿与血清白蛋白的结合反应    魏永巨,李克安,童沈阳

反射式三维全扫描荧光法在石油勘探中的应用    吴清洲,侯镜德

产氢产乙酸菌与产甲烷菌互养培养物的分离    刘聿太;王大耜;

有机废物沼气发酵的综述    杨秀山

序批式生物反应器填埋场特性的研究    杨茂;程水源;

产甲烷菌的生理生化特性    祖波;祖建;周富春;汪林;

对高浓度硫酸盐废水厌氧处理条件控制的研究    罗丹;

甲烷菌在浓香型白酒生产中的作用(简报)    颜昌轩;

天然湿地土壤产甲烷菌及其影响因子研究进展    刘德燕;丁维新;

一株耐酸碱嗜热产甲烷菌的分离与系统发育分析    胡亚东;袁月祥;闫志英;廖银章;刘晓风;贺蓉娜;张洪森;官家发;朱联碧;

沼气两步发酵工艺微生物生态学的研究    张录;徐洁泉;吴衍庸;

FACE环境下不同秸秆与氮肥管理对稻田土壤产甲烷菌的影响    韩琳;史奕;李建东;岳进;谢宝华;朱建国;王鸽;

低温产甲烷菌的研究现状    宋素琴;张志东;顾美英;房世杰;

淹水和旱作稻田土壤中产甲烷菌的多样性分异    崔中利;王英;滕齐辉;张斌;曹慧;

瘤胃甲烷调控方法评述    刘开朗;王加启;卜登攀;李旦;赵圣国;于萍;

牛粪沼气发酵过程中产甲烷菌群落结构的RFLP分析    何健;汪婷;梅琴;李顺鹏;

PCR-DGGE技术在水牛瘤胃产甲烷古菌多样性探索中的应用    刘园园;王士长;

牛粪沼气发酵过程中物质转化、微生物生理群变化及产甲烷菌多样性研究    汪婷;何健;赵子如;李顺鹏;

稻鸭复合生态种养对产甲烷菌种群数量的影响    邓晓;李勤奋;

高原湿地甲烷产生的生物学机制及其分子生态学研究    田建卿;田建卿;王艳芬;东秀珠;吴宁;陈槐;

利用分子生物技术对厌氧颗粒污泥中微生物种群结构的研究    左剑恶;邢薇;孙寓姣;

沼气池快速启动方法探讨    王存良;

日本期待收获巨量天然气    况叶

以开发出有机废料处理技术    记者 郑晓春

生物工程能治造纸黑液    记者 邵丽华

畜禽粪便处理方法    杨泽霖 方炎

沼气发酵的起动    省农村能源办

人工制取沼气的条件    大荔县农技中心 韩薇 薛亚萍

为草浆造纸业提供可持续发展之路    记者 吴梅兰

我纸浆黑液处理获重大突破    记者 崔志坚

利用生物治理造纸黑液技术取得突破    程岩

小小沼气“点”亮群众新生活    科宣

瘤胃产甲烷菌定量检测与微生物菌群调控研究    郭嫣秋

晋南牛和山羊瘤胃产甲烷菌多样性研究    裴彩霞

基于代谢网络的产甲烷菌的耐热性研究    陈璟

厌氧真菌与产甲烷菌共培养系统的建立及其代谢与菌群变化的研究    成艳芬

绞股蓝皂甙对山羊瘤胃菌群及微生物发酵特性和甲烷产量的影响    王新峰

水和乳化液对煤层产甲烷菌群活性影响研究    肖栋

厌氧烃降解产甲烷菌系的组成及其代谢产物的特征    周蕾

高温油藏微生物群落结构及石油烃厌氧降解产甲烷体系构建研究    Mbadinga Serge Maurice

甲烷胞菌对低氢和互营生长在转录水平的响应    刘鹏飞

污泥厌氧消化过程中乙酸累积的微生态机理研究    许科伟

猪后肠产甲烷菌群多样性及其与乙酸生成关系的研究    杨翠凤

低温沼气菌粉制备工艺的研究    牛爱华

耐冷产甲烷菌的筛选及其低温下促进秸秆发酵的试验研究    张雅南

造纸白泥强化生物质废物产甲烷研究    王钦庆

提高产甲烷菌活性的应用研究    吕映辉

引种江南桤木对崇西湿地芦苇群落土壤中产甲烷菌及甲烷氧化菌群落的影响    刘佳苗

厌氧产甲烷反应器出水的分子光谱表征    朱琼琼

铁氧化物强化纤维素类生物质产甲烷研究    时昌波

不同铁源强化蓝藻产甲烷过程的研究    薛竣

mcrA基因的克隆及其在分析沼气池产甲烷菌多样性中的应用研究    徐彦胜