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《中国海洋大学》 2009年
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酵母菌对厨余垃圾厌氧发酵产乙酸的影响研究

赵振焕  
【摘要】: 厨余垃圾是生活垃圾的重要组成部分,约占生活垃圾的40%。由于其产量巨大,有机质含量丰富,如果能够合理利用,将是一种价值巨大的能源。对厨余垃圾的处理与资源化,国内外普遍采用填埋、堆肥、厌氧发酵、饲料化等技术途径。其中,厌氧消化产沼气技术因能够得到能源物质和有机肥料而被广泛应用。与好氧处理相比,厌氧消化不需要人为曝气提供氧气,动力消耗比较低;另外,厌氧消化能产生大量的清洁能源。从再生能源利用和环境保护的角度看,厌氧消化处理厨余垃圾具有广阔的发展前景。 厨余垃圾的厌氧发酵过程中,会产生大量的短链脂肪酸,其中乙酸占主导地位,其次为丙酸,丁酸、异丁酸及其它形式的挥发性脂肪酸(volatile fatty acids ,VFA)。乙酸的用途最多,它作为原料或溶剂广泛的应用于医药、化工、纺织等行业中。本课题的研究目的就是使得垃圾发酵过程中乙酸的生成最大化。 影响厨余垃圾厌氧发酵的因素很多,其中一个重要因素就是功能微生物。酵母菌具有耐渗透压、耐酸和代谢效率高等特点,对于纤维素有较高的降解能力。本文利用酿酒酵母做为接种菌,通过研究酵母菌对厌氧发酵过程中垃圾水解速率、挥发性有机酸(VFA)产量、乙酸产量的影响,探讨了酵母菌对厨余垃圾厌氧发酵产乙酸的影响。 本文经过可行性实验研究,发现酵母菌可以促进垃圾的水解。水解的速度是整个厌氧消化过程的限速步骤。酵母菌能够加速有机物水解阶段的反应速率,加快有机物从固相向液相的溶出,为后续反应提供更多的可降解底物。酵母菌的添加量在一定范围内的时候,发酵液SCOD会随着酵母菌的添加量而升高;但是当酵母菌添加过多时,多余的菌会消耗掉有机物生成自身繁殖所需要的物质,就会表现为反应器中SCOD浓度的下降。添加酵母菌之后,厌氧消化的产酸速率会提高很多,厌氧消化的时间会相应缩短。酵母菌与垃圾中本身含有的微生物共同作用会更快的生成更多的乙酸,反应在第9d时停止即可得到大量的乙酸。 酵母菌的最佳添加量以及最佳pH值也确定下来。当pH=7.5,酵母菌的添加量为0.100g·g~(-1)时,反应器中乙醇转化为乙酸的转化率最高,乙酸的产量可达到7264mg·L~(-1)。 最后,本文还利用PCR——DGGE技术研究酵母菌加入后,对厨余垃圾厌氧发酵系统中主要微生物菌群的影响。酵母菌的加入会对厌氧消化系统产生很大的影响,尤其是乳酸菌会在一定程度上受到抑制。由试验中SCOD浓度的变化情况可以看出,系统中的有机质不断的被水解,能够被酵母菌利用的有机质会逐渐减少,酵母菌的数量也会相应减少。
【学位授予单位】:中国海洋大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:X705;X172

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【引证文献】
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