收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

嗜热酶溶解技术处理污泥发酵产氢研究

朱小峰  
【摘要】:随着城市废水处理量的增加,下水道接管率的提高和活性污泥(AS)系统的扩建,产生大量的剩余污泥,新生剩余污泥的减量化及资源化的研究成为国际新趋势。通过物理、化学或生物等预处理方法改变污泥的物化和生化特性,结合后续工艺,可以达到资源化的目的。而利用预处理污泥发酵产氢气,就是预处理污泥利用的后续工艺中的一种,其反应条件温和,发酵产物H2是一种燃烧值高、无污染可再生的理想燃料,应用前景良好。与目前国内外主要使用的超声波、热水解、热碱处理等污泥预处理技术相比,基于微生物隐性生长的生物嗜热酶溶解(S-TE)技术更经济高效、安全、易于运行和控制,而且投资、运行成本和效果都比较理想。 本研究从花园土壤中采集样品,用常规的稀释涂布法分离和纯化适合于污泥溶解的典型嗜热菌菌株,从中选出一株高效菌进行形态观察、生理生化鉴定。结果表明,该菌株的格兰氏染色阳性、呈细杆状、产芽孢,为好氧或兼性需氧细菌,最适生长温度为65℃,最适生长的pH值为6.8-7.5,具有较好的污泥溶解效果,适合作为S-TE污泥溶解的接种菌。通过16S rDNA碱基测序和对比证实,该菌株是目前尚未报道过的一个新菌种,GenBank中注册命名为Bacillus sp.AT07-1(注册号:FJ231108)。 本研究采用Hungate厌氧培养技术分别从厌氧污泥、好氧污泥及河底泥中分离出12株厌氧产氢细菌,并对其中的Enterococcus sp. LG1(注册号: EU258743)进行了研究。结果表明,该株细菌为专性厌氧菌,经革兰氏染色结果为阴性,能够利用灭菌污泥进行高效产氢。 本研究在不同嗜热菌接种量(2%、5%、8%)和不同曝气条件(搅拌曝气、曝气量0.07 L·(L·min-1) -1)下,利用S-TE技术处理污泥,考察了接种量、曝气条件以及处理时间对污泥后续厌氧发酵产氢的影响,获得了应用S-TE技术处理污泥厌氧发酵产氢的最佳优化条件。结果表明,应用S-TE技术处理剩余污泥发酵产氢时,接种嗜热菌Bacillus sp.AT07-1的比例为5%时,产氢率最高;微量曝气条件进行S-TE处理释放污泥微生物的能力大于搅拌条件下释放能力,但搅拌条件下处理污泥产氢率大于微量曝气条件下处理污泥产氢率,产氢延迟时间也更短;应用S-TE技术处理污泥24h时,污泥发酵产氢率最大;处理时间越长,产氢率达最大值后,氢气消耗现象越轻微。 本研究应用S-TE技术在优化条件下对剩余污泥进行预处理,研究接种产氢菌(Enterococcus sp.LG1)和未接种产氢菌两种状况下,污泥厌氧发酵产氢效果,并与相应温度(65℃)热预处理污泥的发酵产氢效果进行对比,同时分析探讨了污泥发酵产氢过程中底物和pH值的变化。结果表明,经S-TE预处理的污泥在未接种外在产氢菌时,产氢效果良好,最大产氢率(H2/VS)高达16.3 mlH2/g,高出65℃热预处理污泥接种产氢菌(Enterococcus sp.LG1)15.6%,高出65℃热预处理污泥未接种产氢菌26.4%,发酵气体中只含有H2和CO2,不含CH4,氢延迟时间短(3~4 h),产氢率达最大值后能较稳定地维持10 h以上;S-TE预处理污泥接种产氢菌后,产氢效果不佳,最大产氢率仅为10.7 ml/g。S-TE预处理污泥发酵过程中, SCOD处于上下波动状态,可溶性蛋白质和可溶性糖先上升,然后在波动情况下总体趋于下降,且可溶性蛋白质和可溶性糖急剧减少的阶段正是产氢率急剧增加的阶段,这说明可溶性蛋白质和可溶性糖是S-TE预污泥产氢发酵的主要营养物质。发酵产氢过程中的发酵类型以丁酸型发酵和乙醇型发酵为主。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 顾广发;李勇;任维琰;邱德斌;;餐厨垃圾资源化技术研究探讨[J];环境卫生工程;2011年03期
2 李建政;昌盛;刘枫;;不同预处理方法对剩余污泥厌氧发酵产氢的影响[J];哈尔滨工业大学学报;2011年06期
3 白羽;蔡体久;韩伟;李永峰;刘海亮;;连续流Biohydrogenbacterium R3 sp.nov.菌株糖蜜废水发酵产氢能力分析[J];东北林业大学学报;2011年08期
4 李建政;许一平;张立国;班巧英;;厌氧活性污泥发酵制氢系统中的同型产乙酸菌及耗氢作用[J];科技导报;2011年24期
5 邓志荣;吕斯濠;;混凝沉淀处理钨矿废水实验研究[J];东莞理工学院学报;2011年03期
6 朱芸;王丹阳;弓爱君;周陆军;张振星;刘茜宇;;餐厨垃圾的处理方法综述[J];环境卫生工程;2011年03期
7 潘春梅;张晓静;樊耀亭;;产氢菌Clostridium butyricum P22的分离鉴定及其产氢特性研究[J];环境科学与技术;2011年08期
8 潘春梅;杏艳;樊耀亭;;稀酸水解玉米秸秆两步发酵联产纤维素乙醇和氢气[J];食品与发酵工业;2011年03期
9 张露思;任南琪;高磊;郑国香;;连续流发酵条件下不同发酵类型产氢细菌的产氢特性分析[J];东北师大学报(自然科学版);2011年03期
10 郑军南;严力蛟;;上虞市污泥处置专项规划编制方法探讨[J];现代城市;2008年03期
11 任云利;汪同嘉;王键吉;;葡萄糖和木糖共发酵的产氢特性[J];化工学报;2011年09期
12 ;广东清远出台污泥处理处置规划[J];给水排水;2011年09期
13 ;[J];;年期
14 ;[J];;年期
15 ;[J];;年期
16 ;[J];;年期
17 ;[J];;年期
18 ;[J];;年期
19 ;[J];;年期
20 ;[J];;年期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 王玉波;李炜炜;樊耀亭;侯红卫;;微生物发酵产氢过程的化学计量学及热力学分析[A];2011年中西部地区无机化学化工学术研讨会论文集[C];2010年
2 马欢;刘伟伟;王秀菊;刘士清;李建昌;张无敌;;不同阴离子在生物质发酵产氢中的作用研究[A];安徽节能减排博士科技论坛论文集[C];2007年
3 马欢;刘伟伟;王秀菊;刘士清;李建昌;张无敌;;不同阴离子在生物质发酵产氢中的作用研究[A];现代农业理论与实践——安徽现代农业博士科技论坛论文集[C];2007年
4 焦安英;李永峰;刘琨;;活性污泥利用甘蔗渣进行发酵产氢的特性[A];2010中国环境科学学会学术年会论文集(第四卷)[C];2010年
5 刘辉;高敏;蔡顺华;王政;;利用水泥工业废气干化污泥的可行性研究[A];第三届全国水泥企业总工程师论坛暨全国水泥企业总工程师联合会年会文集[C];2010年
6 舒斌;罗臻;;污泥处置的新途径——污泥碳化[A];2009(上海)水业热点论坛——中国污水处理厂污泥处理处置论文集[C];2009年
7 李永峰;陈红;韩伟;徐菁利;;CSTR反应器发酵产氢操作及工程参数测定方法的研究[A];上海市化学化工学会2009年度学术年会论文集[C];2009年
8 王相晶;任南琪;李建政;张颖;陈兆波;郭婉茜;李永锋;;影响发酵细菌B49产氢因子研究[A];21世纪太阳能新技术——2003年中国太阳能学会学术年会论文集[C];2003年
9 刘旭;马春红;李晓煜;何晓棣;甄占萍;吴哲;王立安;贾银锁;;利用农林废弃物发酵产氢的研究[A];植保科技创新与病虫防控专业化——中国植物保护学会2011年学术年会论文集[C];2011年
10 任南琪;李永峰;李建政;;发酵产氢细菌产氢基因及其克隆策略[A];21世纪太阳能新技术——2003年中国太阳能学会学术年会论文集[C];2003年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 肖汉敏;污泥热干燥与焚烧特性研究[D];华南理工大学;2010年
2 熊思江;污泥热解制取富氢燃气实验及机理研究[D];华中科技大学;2010年
3 姬爱民;污泥热解液加工方法及其产品的燃料特性研究[D];天津大学;2010年
4 林群慧;微波辅助热解污泥机理与试验研究[D];天津大学;2012年
5 张强;生物质与煤共气化过程中磷元素的迁移与影响[D];华东理工大学;2012年
6 左宁;基于强化除磷脱氮及低污泥产量的污水处理工艺技术研究[D];重庆大学;2010年
7 章金骏;污泥烧制陶粒的技术路径与控制因子研究[D];浙江大学;2012年
8 彭桂群;污泥重金属生物沥滤和电动去除的技术研究[D];浙江大学;2011年
9 王宝;还原屏障控制重金属污染的可行性研究[D];兰州大学;2010年
10 涂剑成;污水厂污泥中重金属脱除技术及污泥特性变化的研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 朱小峰;嗜热酶溶解技术处理污泥发酵产氢研究[D];湖南大学;2009年
2 尹娜;超细污泥与煤粉混燃机理及污染排放特性研究[D];沈阳航空工业学院;2010年
3 王爽;污泥超声波预处理技术基础研究[D];沈阳航空工业学院;2010年
4 刘欣;印染污泥干燥特性和干燥工艺的研究[D];华南理工大学;2010年
5 何鉴尧;印染污泥干燥过程中挥发性污染物的研究[D];华南理工大学;2010年
6 张威;污泥用作水泥工业替代燃料的工艺性能研究[D];武汉理工大学;2011年
7 王存坡;不锈钢冷轧副产污泥的优化利用技术研究[D];武汉理工大学;2011年
8 陈彬;节能型盘式污泥干燥设备研发[D];杭州电子科技大学;2011年
9 王丹;煤与污泥的混燃特性研究[D];华中科技大学;2011年
10 郭秀娟;污泥在水泥窑中焚烧处置关键问题的研究[D];华北电力大学(北京);2010年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 苏讯;常州武进启动污泥专项整治[N];中国建设报;2010年
2 记者陆峰 通讯员林洪;印染污泥掺烧制砖[N];南通日报;2010年
3 本报见习记者 李莉 范圣楠 记者 闫艳 高杰;污泥到底去了哪儿?[N];中国环境报;2010年
4 本报通讯员 冯涛;邯郸对污泥全过程监管[N];中国环境报;2011年
5 ;粤九成污泥填埋为害甚于污水[N];南方日报;2011年
6 本报记者 孙秀艳;八成污泥没有得到妥善处理[N];人民日报;2011年
7 本报见习记者 范圣楠 李莉 记者 闫艳 高杰;处理多少污水 也要管多少污泥[N];中国环境报;2011年
8 黄洪鑫;赣州污泥污水无害化处置三同步[N];中国建设报;2011年
9 琼玲;年底污泥全部实现无害化处置[N];无锡日报;2011年
10 徐海峰;伊春强化污泥污染防治[N];中国环境报;2011年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978