零價鐵強化厭氧丙酸轉(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)運行的中間產(chǎn)物，這是因為丙酸在熱力學(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)成功運行并且保持高效。
　　本研究是將零價鐵粉(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、零價鐵的添加促進了同型產(chǎn)乙酸過程進而減低了氫氣含量，從而促進丙酸的分解轉(zhuǎn)化。根據(jù)對丙酸分解過程的吉布斯自由能的計算，我們發(fā)現(xiàn)零價鐵添加的反應(yīng)器的吉布斯自由能降低了8.0％-10.2％。對參加丙酸轉(zhuǎn)乙酸過程的酸化酶的測定，發(fā)現(xiàn)零價鐵添加的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。
　　在進水條件發(fā)生變化（如pH和進水濃度）時零價鐵的添加對水解酸化過程的影響還保持未知，這些運行參數(shù)對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零價鐵粉投加到酸化反應(yīng)器(R1)中，并設(shè)置了一個參比反應(yīng)器(R2)來進一步證實零價鐵的添加確實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、在酸性和高濃度進水條件下零價鐵的添加使R1反應(yīng)器的出水COD總是低于R2。在每個階段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)化率受到酸性進水的影響，但是R1丙酸轉(zhuǎn)化率時R2的2倍。R1的丙酸轉(zhuǎn)化率受進水COD的提高影響很小，而R2的丙酸轉(zhuǎn)化率隨著進水COD的提高卻逐漸降低。這清楚地表明酸化反應(yīng)器中零價鐵的添加能有效地增強厭氧系統(tǒng)適應(yīng)進水性質(zhì)的變化。
　　2、通過對污泥EPS含量的分析