零價(jià)鐵強(qiáng)化厭氧丙酸轉(zhuǎn)化乙酸過程的研究.pdf

1、丙酸是厭氧消化過程中一種不易于被產(chǎn)甲烷菌利用而破壞厭氧系統(tǒng)運(yùn)行的中間產(chǎn)物，這是因?yàn)楸嵩跓崃W(xué)上很難被降解為乙酸而乙酸才能被產(chǎn)甲烷菌有效利用，從而使厭氧系統(tǒng)處理效果惡化甚至運(yùn)行失敗。因此在酸化階段的丙酸產(chǎn)量或者丙酸型發(fā)酵應(yīng)該減少，從而使厭氧系統(tǒng)成功運(yùn)行并且保持高效。
　　本研究是將零價(jià)鐵粉(Fe0，10 g)添加到厭氧酸化反應(yīng)器(A1)中，同參比反應(yīng)器(A2)比較丙酸轉(zhuǎn)化乙酸過程的效果，可以得出如下結(jié)論:
　　1、零價(jià)鐵添加

2、到酸化反應(yīng)器中提高了丙酸轉(zhuǎn)化率。A1反應(yīng)器的丙酸轉(zhuǎn)化率的提高進(jìn)而使其出水COD去除率和乙酸產(chǎn)量都高于A2反應(yīng)器。
　　2、零價(jià)鐵的添加促進(jìn)了同型產(chǎn)乙酸過程進(jìn)而減低了氫氣含量，從而促進(jìn)丙酸的分解轉(zhuǎn)化。根據(jù)對(duì)丙酸分解過程的吉布斯自由能的計(jì)算，我們發(fā)現(xiàn)零價(jià)鐵添加的反應(yīng)器的吉布斯自由能降低了8.0％-10.2％。對(duì)參加丙酸轉(zhuǎn)乙酸過程的酸化酶的測定，發(fā)現(xiàn)零價(jià)鐵添加的A1反應(yīng)器中相關(guān)酶的活性提高了2-34倍。
　　3、通過熒光原位雜交技

3、術(shù)(FISH)和梯度凝膠電泳技術(shù)(DGGE)的分析，發(fā)現(xiàn)零價(jià)鐵的添加提高了微生物種類，尤其是提高了食丙酸菌和同型產(chǎn)乙酸菌的豐度。
　　在進(jìn)水條件發(fā)生變化（如pH和進(jìn)水濃度）時(shí)零價(jià)鐵的添加對(duì)水解酸化過程的影響還保持未知，這些運(yùn)行參數(shù)對(duì)水解酸化效率的影響在工程應(yīng)用前都應(yīng)該明確。因此，將5 g零價(jià)鐵粉投加到酸化反應(yīng)器(R1)中，并設(shè)置了一個(gè)參比反應(yīng)器(R2)來進(jìn)一步證實(shí)零價(jià)鐵的添加確實(shí)可以加速丙酸的分解和減少丙酸的積累?？梢园l(fā)現(xiàn)如下結(jié)論

4、:
　　1、在酸性和高濃度進(jìn)水條件下零價(jià)鐵的添加使R1反應(yīng)器的出水COD總是低于R2。在每個(gè)階段R1的丙酸濃度總是小于R2。相應(yīng)地，R1的乙酸濃度高于R2。盡管丙酸轉(zhuǎn)化率受到酸性進(jìn)水的影響，但是R1丙酸轉(zhuǎn)化率時(shí)R2的2倍。R1的丙酸轉(zhuǎn)化率受進(jìn)水COD的提高影響很小，而R2的丙酸轉(zhuǎn)化率隨著進(jìn)水COD的提高卻逐漸降低。這清楚地表明酸化反應(yīng)器中零價(jià)鐵的添加能有效地增強(qiáng)厭氧系統(tǒng)適應(yīng)進(jìn)水性質(zhì)的變化。
　　2、通過對(duì)污泥EPS含量的分析