有機(jī)砷對(duì)固態(tài)厭氧消化過(guò)程的影響研究.pdf

1、我國(guó)城市污泥、畜禽糞便和農(nóng)業(yè)廢棄物等固體廢棄物產(chǎn)量巨大,其呈逐年遞增態(tài)勢(shì)。固態(tài)厭氧消化技術(shù)能將此類固體廢棄物轉(zhuǎn)化為能源氣體,達(dá)到變廢為寶的目的。同時(shí),在畜禽養(yǎng)殖業(yè)的普遍使用的洛克沙胂等有機(jī)砷添加劑在遷移轉(zhuǎn)化的過(guò)程中對(duì)厭氧微生物具有毒性,造成固態(tài)厭氧消化系統(tǒng)運(yùn)行的不穩(wěn)定。本論文通過(guò)在剩余污泥和水稻秸稈的厭氧消化體系中人工添加ROX(洛克沙胂)和HAPA(3-氨基4-羥基苯胂酸),研究ROX和HAPA對(duì)固態(tài)厭氧消化的抑制效應(yīng)。具體結(jié)論如下:

2、
　　(1)研究了ROX和HAPA對(duì)固態(tài)厭氧消化產(chǎn)甲烷量的影響,試驗(yàn)結(jié)果表明:添加ROX會(huì)明顯抑制固態(tài)厭氧消化產(chǎn)甲烷量,日產(chǎn)氣量和累積產(chǎn)氣量都收到抑制,添加水平為0.5、1.0、1.5mM/kg試驗(yàn)組累積產(chǎn)甲烷量依次下降了19.19％、94.04%、96.56%;添加HAPA能促進(jìn)消化系統(tǒng)前期產(chǎn)甲烷,但最終累積產(chǎn)甲烷量與空白對(duì)照組相比相差不大。
　　(2)研究了ROX和HAPA對(duì)固態(tài)厭氧消化過(guò)程特征的影響,試驗(yàn)結(jié)果表明:添加

3、ROX會(huì)減緩厭氧消化系統(tǒng)VFA降解,從而造成VFA累積,添加水平越高,累積現(xiàn)象越嚴(yán)重,添加HAPA未使系統(tǒng)出現(xiàn)VFA累積現(xiàn)象;添加ROX造成VFA大量累積,使系統(tǒng)酸化,當(dāng)添加濃度達(dá)為1.0mM/kg和1.5mM/kg時(shí),都可使消化系統(tǒng)長(zhǎng)期處于酸性環(huán)境,pH最終為5.6左右,添加HAPA試驗(yàn)組系統(tǒng)處于堿性發(fā)酵狀態(tài);添加ROX抑制了VFA的降解,減緩了氨氮和速效磷釋放速度,添加HAPA系統(tǒng)未出現(xiàn)明顯VFA降解被抑制現(xiàn)象,對(duì)系統(tǒng)氨氮和速效磷無(wú)

4、明顯影響。
　　(3)固態(tài)厭氧消化系統(tǒng)產(chǎn)甲烷動(dòng)力學(xué)符合一級(jí)動(dòng)力學(xué)模型,其基本方程為G=G∞*〔1-exp(-kt)〕,其中G∞為基質(zhì)完全降解時(shí)的累積產(chǎn)甲烷量,k為產(chǎn)氣一級(jí)反應(yīng)速率常數(shù)。一級(jí)動(dòng)力學(xué)模型預(yù)測(cè)值與實(shí)測(cè)值的F檢驗(yàn),以及P值和r2說(shuō)明:產(chǎn)甲烷動(dòng)力學(xué)方程與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)擬合相關(guān)度很高,產(chǎn)甲烷動(dòng)力學(xué)模型的回歸是極顯著的。各試驗(yàn)組G∞比較說(shuō)明:添加ROX和HAPA對(duì)固態(tài)厭氧消化過(guò)程具有抑制效應(yīng),ROX的抑制效應(yīng)較強(qiáng),且隨濃度的增加而增強(qiáng)

5、;HAPA的抑制效應(yīng)較弱。
　　(4)研究底物發(fā)酵前后礦物結(jié)構(gòu)和病原微生物含量,試驗(yàn)結(jié)果表明:固態(tài)厭氧消化過(guò)程具有一定殺滅大腸菌群的作用,殺滅率達(dá)到47.7%,但是糞大腸菌群數(shù)量變化不大,底物發(fā)酵前后都含有沙門氏菌,故發(fā)酵底物需要合理處理與處置,不能隨意排放入環(huán)境中;發(fā)酵前的秸稈樣品內(nèi)部結(jié)構(gòu)平整且輪廓清晰,發(fā)酵后的秸稈樣品由于纖維素及半纖維素降解,內(nèi)部結(jié)構(gòu)均出現(xiàn)分離斷裂現(xiàn)象,腐蝕痕跡清晰,隨著ROX添加水平的升高,消化程度逐漸降低