pH影响食品废弃物和剩余污泥联合发酵产酸及发酵液用于生物合成聚羟基烷酯的研究

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食品废弃物和剩余污泥是十分具有代表性的两种有机固体废弃物,二者都具有较高的有机质含量和含水率,极易在环境中腐败,释放出臭气和有毒气体,并对地下水和土壤造成污染。将食品废弃物和剩余污泥混合发酵产生挥发性有机酸(VFAs),并将最优条件下的发酵产物作为活性污泥合成聚羟基烷酯(PHAs)的碳源,不但能够实现两种固体废弃物的资源化,还能够大大降低PHAs的生产成本。全文研究内容和实验结果如下:
　　 (1)以食品废弃物和剩余污泥为底物,利用驯化好的高效厌氧污泥为种泥,在初始pH5.0、7.0、9.0、11.0和不控制条件下进行批式发酵产酸实验,批式实验进行35天,反应器基本达到稳定状态;初始pH9.0的条件下,VFAs的产量最高,最高产量为25934mgCOD/L,VFAs/SCOD值达到0.61.
　　 (2)在pH5.0、7.0、9.0、11.0和不控制条件下进行批式发酵产酸实验,考察pH对单体酸分布.溶解性蛋白质和碳水化合物的消耗以及甲烷产生的影响。体系达到稳定状态后,pH5.0和空白反应器中,pH分别稳定在4.5和3.1左右,产物中乙酸的比例最高。pH7.0和9.0的反应器中,单体酸中丁酸的比例最高,最高比例分别达到48.1％和49.2%;
　　蛋白质和碳水化合物对挥发性脂肪酸的产生均有作用,但由于底物中碳水化合物的成分要高于溶解性蛋白质的含量,碳水化合物对挥发性脂肪酸的产生作用更大。
　　 (3)以发酵产生的VFAs为底物,采用逐步增加负荷法进行PHAs的合成实验,研究使用相同浓度的纯酸模拟酸化发酵液合成PHAs时,使用酸化发酵液产生的PHAs与使用纯酸来合成的PHAs差距较小。
　　不同的加料方式对PHAs的合成影响较明显,一次补料模式,平均分三次补料模式,平均分三次并且每次补料前排上清液补料模式均在第330min时达到了最高合成率;而连续脉冲补料模式在第480min达到了最高的合成率,占细胞干重的64.5%。

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作者
孟慧娟;
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作者单位

浙江大学;

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授予单位浙江大学;
学科环境工程
授予学位硕士
导师姓名陈红;
年度 2012
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总页数
原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类固体废物的处理与利用;
关键词
食品废弃物; 剩余污泥; 挥发性有机酸; 加料模式; 聚羟基烷酸酯; 生物合成; 固体废弃物;

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