CSTR甲烷發(fā)酵系統(tǒng)向產(chǎn)酸發(fā)酵系統(tǒng)轉(zhuǎn)化的調(diào)控運行.pdf

1、國內(nèi)圖書分類號：X703.1國際圖書分類號：628.16工學(xué)碩士學(xué)位論文CSTR甲烷發(fā)酵系統(tǒng)向產(chǎn)酸發(fā)酵系統(tǒng)轉(zhuǎn)化的調(diào)控運行碩士研究生：王衛(wèi)娜導(dǎo)師：李建政教授申請學(xué)位：工學(xué)碩士學(xué)科、專業(yè)：環(huán)境科學(xué)與工程所在單位：市政環(huán)境工程學(xué)院答辯日期：2008年6月28授予學(xué)位單位：哈爾濱工業(yè)大學(xué)哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文摘要摘要連續(xù)流攪拌槽式反應(yīng)器（CSTR）系統(tǒng)內(nèi)微生物群落均成絮狀結(jié)構(gòu)，并且在攪拌狀態(tài)下很難得到結(jié)構(gòu)良好的顆粒污泥，因此常被用來作為

2、產(chǎn)酸發(fā)酵及發(fā)酵生物制氫的裝置。CSTR屬懸浮絮狀厭氧活性污泥系統(tǒng)，在傳質(zhì)和反應(yīng)速度上較顆粒污泥系統(tǒng)具有明顯優(yōu)勢，但目前尚無采用CSTR成功培養(yǎng)完整厭氧消化體系的研究報道。論文借助于兩種結(jié)構(gòu)型式的CSTR，在前期成功培育出具有完整甲烷發(fā)酵微生物系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，探討了CSTR甲烷發(fā)酵系統(tǒng)向產(chǎn)酸發(fā)酵系統(tǒng)轉(zhuǎn)化的運行控制對策，以期為以下兩個方面的應(yīng)用奠定基礎(chǔ)：（1）CSTR厭氧消化系統(tǒng)的運行控制；（2）借助于產(chǎn)酸發(fā)酵菌群和產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌群的生物質(zhì)深度

3、發(fā)酵產(chǎn)氫技術(shù)的研發(fā)。研究證明，采用好氧活性污泥為種泥，以稀釋糖蜜為底物，在控制進(jìn)水COD濃度7000mgL、HRT18h、溫度351℃、pH6.5～7.5等條件下，通過改變HRT和系統(tǒng)pH，可以實現(xiàn)CSTR甲烷發(fā)酵系統(tǒng)向產(chǎn)酸發(fā)酵系統(tǒng)的轉(zhuǎn)變。主要調(diào)控方式為逐漸縮短HRT致8h，之后逐漸降低系統(tǒng)pH值，使其保持在5.0左右。反應(yīng)器運行穩(wěn)定時未檢出CH4，H2含量達(dá)到21.6%，液相末端產(chǎn)物VFAs總量達(dá)到1992mgL，其中乙酸、丙酸、丁酸

4、、戊酸和乙醇的百分含量分別為36％、27％、4.5％、2％和30％，呈現(xiàn)混合酸發(fā)酵特征。為了在CSTR反應(yīng)系統(tǒng)中建立以產(chǎn)酸發(fā)酵菌群和產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌群為優(yōu)勢的微生物群落，本論文研究了向CSTR甲烷發(fā)酵系統(tǒng)中投加特異性產(chǎn)甲烷菌抑制劑的控制方法。首先，利用選擇性丁酸培養(yǎng)基，通過搖瓶試驗，比較了特異性產(chǎn)甲烷菌抑制劑氯仿和2溴乙烷磺酸鈉的作用特征，發(fā)現(xiàn)2溴乙烷磺酸鈉具有更明顯的產(chǎn)甲烷菌活性抑制作用，并初步確定2溴乙烷磺酸鈉的投加量為10mmolL。

5、根據(jù)靜態(tài)試驗結(jié)果，通過進(jìn)水向CSTR甲烷發(fā)酵系統(tǒng)連續(xù)投加2溴乙烷磺酸鈉，投加濃度分階段依次提高，最終在CSTR反應(yīng)系統(tǒng)內(nèi)成功抑制了產(chǎn)甲烷作用。轉(zhuǎn)化后的CSTR發(fā)酵系統(tǒng)，產(chǎn)氣速率穩(wěn)定在9Ld，H2含量穩(wěn)定在2.6%，CH4未檢出；液相末端發(fā)酵產(chǎn)物VFAs總量達(dá)到3357mgL，其中乙酸、丙酸、丁酸、戊酸和乙醇的百分含量分別為40％、38％、7％、4.2％和7％，呈現(xiàn)典型的丙酸型發(fā)酵。關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞甲烷發(fā)酵；CSTR；HRT；pH；產(chǎn)甲烷抑制