提高产甲烷菌活性的应用研究

【摘要】： 本文首先以醋酸为基质进行厌氧发酵,向其中添加微量营养元素,提高产甲烷菌的活性,从而提高产气量。通过平行试验确定了微量营养元素组合为四水合氯化亚铁,六水合氯化镍,六水合氯化钴,通过正交试验确定了三种金属盐的补充投加量,分别为FeCl2·4H2O 1.00 mg/L·d,CoCl2·6H2O 0.1 mg/L·d,NiCl2·6H2O 0.2 mg/L·d。 在以醋酸为基质进行厌氧发酵的基础上扩大到玉米酒精糟液为基质,对间歇式厌氧发酵和连续式厌氧发酵添加微量金属盐的产气量进行了比较,结果表明连续式厌氧发酵比间歇式厌氧发酵的产气增长率要提高70%以上。通过对连续式厌氧发酵添加单因子金属盐试验,确定了每种单因子的最佳添加量,并由此设计了正交试验,确定以玉米酒精糟液为基质的连续式厌氧发酵中,复合微量金属盐的最佳补充投加量分别为FeCl2·4H2O 1.5mg/L·d,CoCl2·6H2O 0.15mg/L·d,NiCl2·6H2O 0.3 mg/L·d。添加复合金属盐使产气增长率高达97%,COD值降低到1.27×104mg/L,去除率可达81%。 最后进行生产性试验,对全混合式反应器和EGSB反应器进行了比较,并对EGSB反应器内的各种指标进行了测量分析。结果表明,添加微量金属盐之后,无论是全混合式反应器还是EGSB反应器,产气增长率和COD去除率都有很大提高,但相对来说,EGSB反应器的产气量更大,产气增长率达到19.75%,COD去除率也比全混合式反应器高9.68%。这说明EGSB反应器更适合于玉米酒精糟液的处理。 通过对使用EGSB反应器添加复合微量金属盐组合的厌氧发酵进行经济效益分析后得出,按有效容积2000m3计算,每天可节省21555元,比未加金属盐时要多节省3555元。可见通过微量金属盐的投入,可以提高糟液的处理量,同时多产沼气,有效提高COD去除率,在不计多排污所需的治污费用的情况下,仅靠多产的沼气就可节省大量资金。 【关键词】：产甲烷菌 微量营养元素 厌氧发酵 EGSB反应器
【学位授予单位】：山东轻工业学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：X703
【目录】：

• 摘要7-8
• ABSTRACT8-9
• 第1章 绪论9-24
• 1.1 厌氧发酵技术工厂化生产沼气的历史及现状9-12
• 1.1.1 厌氧发酵技术的历史9-10
• 1.1.2 国外厌氧发酵技术工厂化生产沼气的历史及现状10-11
• 1.1.3 我国厌氧发酵技术工厂化生产沼气的现状11-12
• 1.2 沼气的有关特性12-17
• 1.2.1 沼气的理化性质12-13
• 1.2.2 沼气发酵13-14
• 1.2.3 沼气发酵工艺类型14
• 1.2.4 沼气发酵工艺条件14-17
• 1.3 产甲烷菌的有关特性17-20
• 1.3.1 产甲烷菌的概述17
• 1.3.2 产甲烷菌的生理生化特征17-18
• 1.3.3 产甲烷菌的代谢特征18
• 1.3.4 产甲烷菌显著影响因子18-20
• 1.4 EGSB 反应器20-23
• 1.4.1 EGSB 的五个显著特点21-22
• 1.4.2 EGSB 的推广前景22-23
• 1.5 本课题的研究目的和研究内容23-24
• 1.5.1 课题的研究目的23
• 1.5.2 课题的研究内容23-24
• 第2章 微量营养元素对醋酸基质中产甲烷菌活性的影响24-38
• 2.1 材料与方法24-28
• 2.1.1 试验材料24-25
• 2.1.2 试验方法25-28
• 2.2 结果与讨论28-38
• 2.2.1 预备试验结果28
• 2.2.2 确定微量营养元素最佳组合试验28-30
• 2.2.3 确定最佳组合中各组分的最佳投加量试验30-38
• 第3章 以酒精废水为基质添加微量营养元素提高产甲烷菌活性的研究38-52
• 3.1 材料与方法38-40
• 3.1.1 试验材料38-39
• 3.1.2 试验方法39-40
• 3.2 结果与讨论40-52
• 3.2.1 预备试验结果40-41
• 3.2.2 间歇厌氧发酵添加复合微量金属盐试验结果41-42
• 3.2.3 连续式厌氧发酵添加复合微量营养元素试验结果42-44
• 3.2.4 三种微量金属盐的单因子试验结果44-49
• 3.2.5 确定三种微量金属盐的最佳补充投加量结果49-52
• 第4章 全混合式与膨胀颗粒污泥床（EGSB）处理玉米酒精糟液中试效果比较52-60
• 4.1 试验材料52
• 4.2 试验方法52-53
• 4.2.1 全混合式厌氧生物反应器52
• 4.2.2 EGSB 厌氧生物反应器52-53
• 4.3 测定方法53-55
• 4.3.1 MLSS 和MLVSS 的测定方法53-54
• 4.3.2 SV、SVI 的测定54
• 4.3.3 碱度的测定54-55
• 4.4 试验结果与讨论55-59
• 4.4.1 两种反应器的产气量和COD 去除率的比较55
• 4.4.2 EGSB 反应器内各种指标的的变化55-59
• 4.5 经济效益分析59-60
• 第5章 结论与展望60-63
• 5.1 结论60-61
• 5.1.1 以醋酸为基质确定微量金属最佳组合试验60
• 5.1.2 以醋酸为基质确定最佳组合中各组分的最佳投加量试验60
• 5.1.3 玉米酒精糟液基质的间歇式高温厌氧发酵添加复合金属盐的试验60
• 5.1.4 玉米酒精糟液基质的连续式高温厌氧发酵添加复合金属盐的试验60
• 5.1.5 玉米酒精糟液基质的厌氧发酵中添加金属盐的单因子试验60
• 5.1.6 以玉米酒精糟液为基质添加复合微量金属盐的正交试验60
• 5.1.7 全混合式和EGSB 反应器处理玉米酒精糟液的中试效果比较60-61
• 5.1.8 EGSB 反应器分析结论61
• 5.1.9 效益分析61
• 5.1.10 结论61
• 5.2 展望61-63
• 参考文献63-67
• 致谢67-68
• 攻读硕士学位期间发表的论文68

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