镍及其螯合物对甲烷发酵的影响及机理研究

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1、江南大学博士学位论文镍及其螯合物对甲烷发酵的影响及机理研究姓名：胡庆昊申请学位级别：博士专业：环境工程指导教师：陈坚20080901生物可利用性，使得产甲烷菌提高了抵抗硫化物毒性的能力，从而在与硫酸盐还原菌的竞争中更占优势。但当硫酸盐浓度达到5000mg／L时，产甲烷过程被严重抑制，NTA的添加并未对产甲烷过程起到促进作用，同时，硫酸盐还原过程也受到抑制。(4)为了解NTA在连续运行的反应器系统中的施用效应及影响机理，论文研究了向连续运行的槽式搅拌反应器(CSTR)系统中添加NTA后反应器的运行效果、反应器系统中微量元素Ni的形态变化、辅因子F430、CoM浓度与污泥产甲烷

2、活性的关系，并运用荧光原位杂交(FISH)技术解析了产甲烷菌群的变化。结果表明：在有机负荷为39／L·d、进水COD为4500mg／L的条件下，COD去除率提高近20％，产气量提高近60％。NTA的添加改变了Ni在污泥中的存在形态，镍的硫化物形态浓度由62pg／gTSS降低到29pg／gTSS，而剩余态的浓度则增加了1．89倍。所以NTA提高了产甲烷菌对微量元素镍的生物吸取，镍的牛物有效度得到提高。荧光原位杂交(FISH)结果表明：NTA还影响着微生物的种群结构，在NTA添加系统中，利用底物能力强的甲烷八叠球菌的生长得到促进。F430、辅酶M含量与污泥的产甲烷活性具有较好的

3、相关性。添加NTA的反应器系统中F430与辅酶M含量分别比未添加系统提高4．5和2．8倍。(5)微量元素的牛物吸收与生物亲和力常数a和牛物转化率b有关。NTA促进了产甲烷菌对微量元素镍的生物吸收，牛物吸收过程不符合自由离子活度模型，微生物对微量金属元素的吸收并不完全由自由态的金属浓度决定，微量元素螯合物的形成对产甲烷菌的生物吸收有着重要作用。关键词：厌氧消化；甲烷；硫化物；镍；牛物可利用性；乙酸；螯合剂；氨三乙酸AbstraetAbstractBiogasprojectemployinganaerobicdigestionandaimingatwasteresourceut

4、ilizationisnowbecomingthemosteffectiveandpromisingtechniqueusedforthetreatmentofurbanwaste，industrialwastewater,poultryexcreta,andexcesssludgefromwastewaterplant．Traceelementsplayanimportantroleinmethanefermentationandlackofevenasingleelementcouldleadtotheactivitydecreaseofmicroorganisms．T

5、herefore，thetreatmentefficiencyandprocessstablityoftheanaerobicreactorshouldbeinfluencedgreatly．Sulfides，carbonate，andphosphatearcalwayspresentinindustrialwastewater,urbansludge，ortheirtreatmentprocesses．Becausethetracemetalscaneasilyprecipitatewithsulfidesandotheranion，theyalsowillnotexis

6、tinadequateamountandeffectivebiological．formintheactualanaerobicdigesters．Themaximalsubstrateconversionratemaynotbeattained．Focusingonnickelasresearchobject，thebioavailabilityoftracemetalswasincreasedbytheadditionofmetalionchelatorstotheanaerobicreactorsinthisstudy．Thenutrientconditionform

7、ethanogensWasoptimizedandmethanefermentationWasenhancedgreatlyThemainresearchcontentsareasfollows：(1)TheimportanceoftracemetalnickelinmethanefermentationWasinvestigated．Nickelshowed“Hormesis”effectonmethanefermentation．ThatWas，nickelattracedosagecouldstimulate