零价铁强化厌氧丙酸转化乙酸过程的研究

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1、硕士学位论文零价铁强化厌氧丙酸转化乙酸过程的研究TheresearchofaddingFeopOwdertoenhancetheanaerObicconVersionofpropionatetoacetate学号：21018078大连理工大学DalianUniVersit)rofTechnology啪籼㈣⋯㈣《lⅢⅢⅢY2416744大连理工大学学位论文独创性声明作者郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用内容和致谢的地方外，本论文不包含其他个人或集体已经发表的研究成果，也不包含其他已申请学位或其他用途使用过的成果。

2、与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。学位论文题目：靴垒幻连赶』垂叠§幽正罄鹭么墅厶篷煎鬼作者签名：—霎曼垫§垂F_——一日期：≥d1一年—乙月<一日大连理工大学硕士学位论文摘要丙酸是厌氧消化过程中一种不易于被产甲烷菌利用而破坏厌氧系统运行的中间产物，这是因为丙酸在热力学上很难被降解为乙酸而乙酸才能被产甲烷茵有效利用，从而使厌氧系统处理效果恶化甚至运行失败。因此在酸化阶段的丙酸产量或者丙酸型发酵应该减少，从而使厌氧系统成功运行并且保持高效。本研究是将零价铁粉(Feo，10g)添加到厌氧酸化反应器(A1

3、)中，同参比反应器(A2)比较丙酸转化乙酸过程的效果，可以得出如下结论：1、零价铁添加到酸化反应器中提高了丙酸转化率。A1反应器的丙酸转化率的提高进而使其出水COD去除率和乙酸产量都高于A-2反应器。2、零价铁的添加促进了同型产乙酸过程进而减低了氢气含量，从而促进丙酸的分解转化。根据对丙酸分解过程的吉布斯自由能的计算，我们发现零价铁添加的反应器的吉布斯自由能降低了8．0％．10．2％。对参加丙酸转乙酸过程的酸化酶的测定，发现零价铁添加的Al反应器中相关酶的活性提高了2．34倍。3、通过荧光原位杂交技术(FISH)和梯度凝胶电泳技术(DGGE)的分析，发现零价铁的添加提高了微生物

4、种类，尤其是提高了食丙酸菌和同型产乙酸菌的丰度。在进水条件发生变化(如pH和进水浓度)时零价铁的添加对水解酸化过程的影响还保持未知，这些运行参数对水解酸化效率的影响在工程应用前都应该明确。因此，将5g零价铁粉投加到酸化反应器(R1)中，并设置了一个参比反应器(R2)来进一步证实零价铁的添加确实可以加速丙酸的分解和减少丙酸的积累。可以发现如下结论：1、在酸性和高浓度进水条件下零价铁的添加使Rl反应器的出水COD总是低于R2。在每个阶段R1的丙酸浓度总是小于R2。相应地，Rl的乙酸浓度高于R2。尽管丙酸转化率受到酸性进水的影响，但是R1丙酸转化率时I匕的2倍。R1的丙酸转化率受进水

5、COD的提高影响很小，而I也的丙酸转化率随着进水COD的提高却逐渐降低。这清楚地表明酸化反应器中零价铁的添加能有效地增强厌氧系统适应进水性质的变化。2、通过对污泥EPS含量的分析发现零价铁添加提高了污泥中EPS的组分含量，这都有助于提高污泥粒径和污泥稳定的双层结构。3、R1反应器中的食丙酸型细菌和食乙酸型产甲烷菌的丰度都明显高于R2反应器，这从微生物的角度证明了零价铁的添加促进了丙酸转化乙酸过程的效果。关键词：丙酸转化；零价铁；乙酸；同型产乙酸；厌氧零价铁强化厌氧丙酸转化乙酸过程的研究TheresearchofaddingFeopowdertoenhallceⅡ1eanaero

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