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离子色谱法测定厌氧发酵液中盐分、钾和氨氮

冶金分析 2023年第7期43卷 83-89页

作者：王树加颜舒畅王闻范炜林陈佩丽苏秋成中国科学院广州能源研究所

盐分、钾离子和氨氮是影响厌氧发酵速率和产气率高低的关键因素，准确测定其含量对指导发酵工艺、废弃物资源化利用具有重要意义。选用1.7 mmol/L的硝酸为淋洗液，pH值为2.60,淋洗液流速为0.8 mL/min、色谱柱为30℃,实现了离子色谱法对... 详细信息

盐分、钾离子和氨氮是影响厌氧发酵速率和产气率高低的关键因素，准确测定其含量对指导发酵工艺、废弃物资源化利用具有重要意义。选用1.7 mmol/L的硝酸为淋洗液，pH值为2.60,淋洗液流速为0.8 mL/min、色谱柱为30℃,实现了离子色谱法对厌氧发酵液中盐分、钾离子和氨氮的测定。干扰试验表明，厌氧发酵液中的共存离子不影响测定。各待测物校准曲线的相关系数均不小于0.999 7,最小检测浓度为0.000 80～0.002 5 mg/L。采用实验方法对餐厨垃圾发酵液和秸秆发酵液中盐分、钾和氨氮进行测定，并分别采用电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)测定钾、钠，GB/T 34500.5—2017中水杨酸分光光度法测定氨氮，进行方法比对，测定结果采用F检验法进行分析。结果表明，实验方法和比对方法的测定结果基本一致；实验方法测定结果的相对标准偏差(RSD,n=6)为0.38%～4.5%,比对方法的RSD为0.71%～3.1%;F发酵液、秸秆发酵液、青贮草发酵液以及狼尾草发酵液4种样品中盐分、钾和氨氮进行测定，并分别加入各待测物的标准溶液进行加标回收试验，平行测定6次，各待测物的加标回收率为86%～114%。

关键词：离子色谱法(IC) 厌氧发酵液盐分钾氨氮 F检验

微藻-硝化菌群共生体系处理厌氧发酵液效能评估与机理探究

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微藻-硝化菌群共生体系处理厌氧发酵液效能评估与机理探究

作者：王健安徽建筑大学

学位级别：硕士

我国沼气工程发展的同时产生了大量的厌氧发酵液,该类废水为高氨氮有机废水,生物处理法是处置和利用该类废水最常用的方法。利用菌藻结合处理可以补充微藻和硝化菌群分别处理厌氧发酵液的短板,在提高处理效能、减少能耗、强化微藻回收... 详细信息

我国沼气工程发展的同时产生了大量的厌氧发酵液,该类废水为高氨氮有机废水,生物处理法是处置和利用该类废水最常用的方法。利用菌藻结合处理可以补充微藻和硝化菌群分别处理厌氧发酵液的短板,在提高处理效能、减少能耗、强化微藻回收利用等方面有显著优势,是厌氧发酵液处理的新兴途径。本文利用微藻与硝化菌群共生系统处理厌氧发酵液,以提高效能为目标,初步探究共生系统处理废水过程机理。首先考察初始菌藻比例、光照时间、光照强度和曝气强度等重要条件对系统处理效能影响,继而在优化条件下构建菌藻共生SBR生物膜体系并探究其处理效能,分析菌群变化机制,为厌氧发酵液资源化无害化处理提供理论和技术支持,具体实验和结论如下:(1)对比活性污泥系统、纯藻系统以及菌藻1:1组合系统处理厌氧发酵液效能,结果表明菌藻系统出现团聚结合现象,系统中菌与藻各自生长都得到促进,对氨氮和总氮去除效果最好,去除率达到70.80%和40.12%;COD去除率为92.78%,高于纯藻系统;对磷的去除效果优于活性污泥系统。三维荧光表征三系统EPS(胞外聚合物)中溶解性有机物主要为酪氨酸蛋白质类物质、色氨酸蛋白质类物质和溶解性微生物代谢产物。菌藻系统EPS总量和PN/PS值在三个阶段皆呈上升趋势,表明菌藻结合会促进微生物间胞外聚合物产生,微生物间凝聚性能和系统稳定性不断提高。(2)对菌藻系统的环境因子进行考察,设置的不同初始菌藻比例对系统去除氨氮以及COD效果影响不大,对正磷酸盐的去除主要靠微藻的同化作用;菌藻系统生长情况和去除效能均随设置的光照时间升高而提升,但光照时间12 h和光照时间16h系统各项指标均差别不大;光照强度在4000-6000 Lux间的菌藻系统生长情况和去除污染物效能明显优于光照强度2000 Lux和无光照的菌藻系统,光强高于4000 Lux后系统生长情况和去除效能无明显差距。曝气强度在400-600 m L/min间的菌藻系统生长情况和去除污染物效能明显优于曝气强度200 m L/min和无曝气条件的菌藻系统,且曝气强度400 m L/min和600 m L/min系统生长情况和去除污染物效能差别不大,其中COD去除率分别达到98.40%和95.96%,氨氮去除率分别为84.53%和84.83%。结合SBR系统微藻流失和能耗问题,为后续实验提供的优化条件为藻菌比例1:2、每日光照时间12 h、光照强度4000 Lux和曝气强度为0.4 vvm。(3)基于上述结论构建菌藻共生SBR生物膜体系,考察处理效能。结果表明菌藻生物膜系统对氨氮、总氮和正磷酸盐去除效果最优,实验结束时氨氮去除率达到99.22%;活性污泥系统、菌藻悬浮系统以及菌藻生物膜系统对COD均有很好的去除效果,平均去除率都在97%以上。宏全基因组测序结果表明微藻和填料的加入有利于维持系统群落结构的多样性和稳定性。门水平表明硝化菌群在系统中大量富集,并且菌藻生物膜系统适宜多种菌群生长。属水平上菌藻悬浮系统实验结束丰度最高的菌属脱氮嗜脂环物菌属(Alicycliphilus)在稳定生长时会促进菌群絮凝和生物膜形成,有利于微藻沉降和菌藻共生。菌藻组的环境更适宜Comamonas(AOB)生长;亚硝化单胞菌属(Nitrosomonas)和硝化螺旋菌属(Nitrospira)相对丰度上升表明生物膜更有利于富集硝化细菌(AOB和NOB)。各系统NOB受到抑制,是SBR系统实验中出现亚硝态氮积累的主要原因。图[65]表[6]参[97]

关键词：小球藻硝化菌群厌氧发酵液菌藻共生生物膜

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厌氧发酵液回流降解含重金属水稻秸秆

环境工程 2021年第1期39卷 123-129页

作者：徐文轩郭朝晖肖细元彭驰辛立庆陶鸣鸣韩亮亮中南大学冶金与环境学院长沙410083

针对含重金属水稻秸秆厌氧发酵过程产生的含重金属发酵液的处置问题,将其作为接种物对水稻秸秆进行回流,探究其反复回用以处理含重金属水稻秸秆的可能性。研究结果表明:厌氧发酵液回流可降解含重金属水稻秸秆,接种厌氧发酵液有助于降解... 详细信息

针对含重金属水稻秸秆厌氧发酵过程产生的含重金属发酵液的处置问题,将其作为接种物对水稻秸秆进行回流,探究其反复回用以处理含重金属水稻秸秆的可能性。研究结果表明:厌氧发酵液回流可降解含重金属水稻秸秆,接种厌氧发酵液有助于降解水稻秸秆中木质素和半纤维素,水稻秸秆厌氧发酵释放的重金属对其厌氧发酵过程未产生明显抑制作用。在固液比为3.3%条件下,接种发酵液后含重金属水稻秸秆总甲烷产量和总产气量分别达到121.2,282.6 mL/g VS。秸秆中Cu、Cd、Pb和Zn的释放率分别达到94.22%、54.21%、72.67%和98.55%,沼渣中重金属含量达到GB 8172—87《城镇垃圾农用控制标准》要求,可实现还田利用。发酵结束后,发酵液中Cu、Cd、Pb和Zn浓度分别为0.30,0.073,0.10,2.57 mg/L。结果表明,接种厌氧发酵液可以促进水稻秸秆中重金属释放,进而实现含重金属秸秆和发酵液的联合处置。

关键词：水稻秸秆厌氧发酵厌氧发酵液回流重金属

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混凝预处理厌氧发酵液对超滤膜通量的影响

农业机械学报 2012年第4期43卷 93-99,118页

作者：朱洪光王旦一同济大学现代农业科学与工程研究院生物上海200092

膜滤方法浓缩沼液成为商品化液体有机肥工艺中,超滤膜堵塞现象严重。采用氯化铁、硫酸亚铁、硫酸铝、硫酸铝钾、硅酸钠和聚合氯化铝6种常见无机混凝剂,通过在线混凝-超滤的试验方法预处理沼液,研究其对超滤膜通量的影响。试验分2组进行... 详细信息

膜滤方法浓缩沼液成为商品化液体有机肥工艺中,超滤膜堵塞现象严重。采用氯化铁、硫酸亚铁、硫酸铝、硫酸铝钾、硅酸钠和聚合氯化铝6种常见无机混凝剂,通过在线混凝-超滤的试验方法预处理沼液,研究其对超滤膜通量的影响。试验分2组进行,分别优选了最佳混凝剂及其最优投加量。研究结果表明:氯化铁效果最优,用量最省,在质量浓度8 g/L时可增加原水稳定通量14.38倍,用量仅为同等效果聚合氯化铝的1/3;随着氯化铁投加量的增加,相对通量呈现先增后降的趋势,并在质量浓度10 g/L处达到峰值,这与混凝过程中的再稳现象密切相关;综合考虑通量改善效果、污染物去除率和混凝剂用量等因素,认为投加氯化铁质量浓度8 g/L最佳。

关键词：厌氧发酵液沼液超滤膜通量在线混凝

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厌氧发酵液中气泡生成特性的数值研究

可再生能源 2021年第2期39卷 143-147页

作者：黄思源李少白曹佰旭寇巍于美玲沈阳航空航天大学能源与环境学院辽宁沈阳110136 辽宁省能源研究所有限公司辽宁营口115003

为了探究带有屈服应力性质的厌氧发酵液中的气泡生成特性,采用VOF法对带有屈服应力性质的厌氧发酵液中的气泡生成过程进行了数值研究。研究发现:带有屈服应力性质的厌氧发酵液中的气泡生成过程可分为膨胀阶段和脱离阶段。在气泡膨胀阶段... 详细信息

为了探究带有屈服应力性质的厌氧发酵液中的气泡生成特性,采用VOF法对带有屈服应力性质的厌氧发酵液中的气泡生成过程进行了数值研究。研究发现:带有屈服应力性质的厌氧发酵液中的气泡生成过程可分为膨胀阶段和脱离阶段。在气泡膨胀阶段,气泡中心的起始纵向速度较大,然后速度下降,并维持在一个较小的速度下膨胀;此时,气泡周围的流体主要沿气泡的外法线方向流动,使气泡加速膨胀,直至膨胀成球状。在气泡脱离阶段,气泡的侧端产生了对称的左右漩涡,促使其顶部继续向外扩张,纵向速度有较明显的增加;同时,气泡的"长颈"开始加速生成,最后与喷嘴脱离。在气泡的生成过程中,屈服区域逐渐变大。对于不同的屈服应力的流体而言,气泡的纵横比随着屈服应力的增大而减小,其生成时间随着屈服应力的增加而增加。文章的研究结果将有助于禽畜粪便厌氧发酵过程的优化设计。

关键词：厌氧发酵液屈服应力气泡生成特性流场特征屈服区域

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厌氧发酵液中硫化物的快速分光光度法测定

分析化学 1995年第2期23卷 201-205页

作者：孙世荣张明荣农业部成都沼气科学研究所农业部成都沼气科学研究所成都610041

本文提出了一种测定厌氧发酵液中硫化物的快速分光光度法。方法利用KBH;与酸作用产生的H;作为H;S的载气,AgNO;-Gelatin-NH;-C;H;OH溶液作为吸收显色液,使S～（2-）的分离,吸收和显色同步完成,整个过程仅需 3 min左右。方法测定下限 1μg... 详细信息

本文提出了一种测定厌氧发酵液中硫化物的快速分光光度法。方法利用KBH;与酸作用产生的H;作为H;S的载气,AgNO;-Gelatin-NH;-C;H;OH溶液作为吸收显色液,使S～（2-）的分离,吸收和显色同步完成,整个过程仅需 3 min左右。方法测定下限 1μgs～（2-）,试样测定范围 0.05～200mgS～（2-）/L,试样的标准加入回收率 90％～101％。

关键词：分光光度法硫化物厌氧发酵液

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厌氧发酵液中平行气泡间相互作用的数值模拟

可再生能源 2018年第9期36卷 1285-1289页

作者：徐双李少白李润东寇巍于美玲沈阳航空航天大学能源与环境学院辽宁沈阳110136 辽宁省能源研究所有限公司辽宁营口115003

在Fluent软件中采用SIMPLE算法,对具有剪切变稀性的厌氧发酵液中平行双气泡间的相互作用进行了数值模拟。探讨了气泡间距、尺寸、流变性质对气泡间相互作用的影响。结果发现:当两气泡间距较大时,气泡相互排斥,直到互相不影响;当两气泡... 详细信息

在Fluent软件中采用SIMPLE算法,对具有剪切变稀性的厌氧发酵液中平行双气泡间的相互作用进行了数值模拟。探讨了气泡间距、尺寸、流变性质对气泡间相互作用的影响。结果发现:当两气泡间距较大时,气泡相互排斥,直到互相不影响;当两气泡间距较小时,气泡间液相的惯性力起作用,气泡互相吸引、接触进而聚并。临界聚并的距离随着两气泡的体积增大而减小。发酵液的剪切变稀性越高,两气泡之间稳定上升过程中气泡最终达到稳定时速度越低,相互作用的临界距离越小。研究结果可以为生物质及市政垃圾厌氧发酵过程的优化设计提供理论依据。

关键词：厌氧发酵液剪切变稀性平行气泡相互作用数值模拟