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長(zhǎng)鏈脂肪酸對(duì)厭氧消化產(chǎn)甲烷性能的影響目錄TOC\o"1-2"\h\u24192長(zhǎng)鏈脂肪酸對(duì)厭氧消化產(chǎn)甲烷性能的影響 162961.引言 2243712.實(shí)驗(yàn)材料和方法 2322352.1主要試劑、材料和儀器 257872.2實(shí)驗(yàn)方法 3186131.沼氣產(chǎn)量及甲烷濃度測(cè)試 4281162.揮發(fā)性脂肪酸(VFA) 4318373.胞外聚合物的提取 416664.多糖及蛋白質(zhì)濃度的測(cè)定 5308495.傅里葉變換紅外光譜(FTIR)的測(cè)定 572106.三維熒光光譜(3D-EEM)的測(cè)定 58793.長(zhǎng)鏈脂肪酸對(duì)厭氧消化系統(tǒng)產(chǎn)甲烷性能的影響研究 5228713.1長(zhǎng)鏈脂肪酸對(duì)厭氧消化系統(tǒng)產(chǎn)甲烷和揮發(fā)性脂肪酸的影響 5279471.甲烷濃度 517842.累計(jì)甲烷產(chǎn)量 6143083.累計(jì)氫氣產(chǎn)量 7285683.1.2揮發(fā)性脂肪酸 8227233.2長(zhǎng)鏈脂肪酸對(duì)厭氧微生物胞外聚合物的影響研究 11238993.2.1蛋白及多糖濃度的變化 11318633.2.3三維熒光光譜的測(cè)定 1443294.結(jié)論 16摘要:厭氧消化技術(shù)是一種可持續(xù)的有機(jī)廢水處理技術(shù),它在降解有機(jī)污染物的同時(shí),還可以產(chǎn)生CH4等清潔能源,在近幾十年得到了廣泛應(yīng)用。其中升流式厭氧污泥床反應(yīng)器(UASB)作為目前世界上研究最多、應(yīng)用最為廣泛的高速厭氧反應(yīng)器具有典型的氣-液-固三相流體系。UASB的產(chǎn)氣性能受多種因素的影響,本文主要研究長(zhǎng)鏈脂肪酸(LCFA)在厭氧反應(yīng)過(guò)程中對(duì)污泥產(chǎn)甲烷性能的影響。有研究表明,NaCl和CaCl2溶液能有效抑制長(zhǎng)鏈脂肪酸對(duì)污泥產(chǎn)甲烷性能的影響,因此,本文在此基礎(chǔ)上探究了一定的鹽溶液條件下不同濃度的NaOL對(duì)污泥產(chǎn)甲烷能力的影響,以及在一定濃度NaOL條件下,不同種類和濃度的鹽溶液對(duì)油酸鈉毒性的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,隨著油酸鈉濃度的增大,污泥產(chǎn)甲烷性能呈現(xiàn)先升高再降低的趨勢(shì),其中濃度為1g/L時(shí)促進(jìn)效果最好;同樣濃度的油酸鈉條件下,鹽溶液濃度越高,抑制其毒性效果越好;油酸鈉濃度和鹽溶液濃度相同時(shí),氯化鈣的抑制效果比氯化鈉好。關(guān)鍵詞:厭氧消化長(zhǎng)鏈脂肪酸LCFA毒性引言以餐廚垃圾厭氧消化和肉類生產(chǎn)加工食用油的各類加工廢水中富含脂類,其是一種理想的厭氧消化底物。但當(dāng)脂類降解和轉(zhuǎn)化的產(chǎn)物長(zhǎng)鏈脂肪酸累積到一定濃度時(shí),將會(huì)導(dǎo)致厭氧消化系統(tǒng)受到抑制。因此,仍有必要進(jìn)一步了解廢脂的負(fù)面影響及其背后的原因,從而控制影響因素,改進(jìn)工藝流程。本實(shí)驗(yàn)主要目的是探究不同長(zhǎng)鏈脂肪酸(油酸鈉)濃度對(duì)污泥厭氧消化系統(tǒng)所造成影響,本研究成果將有助于長(zhǎng)鏈脂肪酸抑制厭氧系統(tǒng)產(chǎn)甲烷機(jī)制和餐廚垃圾厭氧消化系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。實(shí)驗(yàn)材料和方法2.1主要試劑、材料和儀器污泥的VS=0.8174g/g,TS=0.0741g/g。表1主要材料及化學(xué)試劑試劑名稱規(guī)格生產(chǎn)廠家NaCl分析純國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司KCl分析純Na2HPO4·12H2O分析純KH2PO4分析純C6H12O6分析純NH4Cl分析純NaHCO3分析純甲醇高效液相色譜純氮?dú)?9.99%青島豪森新能源有限公司甲烷99.99%青島豪森新能源有限公司實(shí)驗(yàn)所用儀器如表2所示。表2主要實(shí)驗(yàn)儀器表儀器名稱型號(hào)生產(chǎn)廠家氣相色譜儀SP-6800A山東魯南儀器公司高效液相色譜儀LC-20ATSHIMADZU酶標(biāo)儀SparkTECAN紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)UV-6100上海元析儀器有限公司電子天平TOLEDOMETTLER恒溫培養(yǎng)振蕩器ZWY-2112B上海智城分析儀器制造有限公司烘箱DHG-9241A上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司2.2實(shí)驗(yàn)方法2.2.1實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)本次實(shí)驗(yàn)分別設(shè)置1個(gè)對(duì)照組和11個(gè)實(shí)驗(yàn)組,每組取4個(gè)與互相平行的實(shí)驗(yàn)樣品,每個(gè)血清瓶中加入50mL營(yíng)養(yǎng)液(營(yíng)養(yǎng)液組成成分見(jiàn)表4),50mL濃度梯度為0~10g/L的NaOL溶液,以及不同濃度的NaCl和CaCl2溶液(具體濃度見(jiàn)表3)。裝瓶后使用氮?dú)夂投趸蓟旌蠚馄貧?分鐘,充分地排除瓶中和液體中的氧氣,隨后用橡膠塞和鋁蓋進(jìn)行密封,放入37C恒溫的培養(yǎng)箱中以130r/min進(jìn)行培養(yǎng),間隔12小時(shí)進(jìn)行一次取樣并測(cè)量其產(chǎn)氣量以及甲烷氫氣濃度,每次取樣5mL。表3實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)表組別加入底物體積(mL)加入NaCl溶液濃度加入CaCl2溶液濃度加入NaOL溶液濃度(g/L)15010mM0025010mM00.535010mM0145010mM0255010mM0565010mM0107010mM00.5850100mM00.5950200mM00.51050010mM0.511500100mM0.512500200mM0.5表4營(yíng)養(yǎng)液組成成分表營(yíng)養(yǎng)液組成成分濃度(g/L)Glucose6.0NH4Cl0.159KH2PO40.0318NaHCO30.0758.2.1.2測(cè)試指標(biāo)與方法1.沼氣產(chǎn)量及甲烷濃度測(cè)試測(cè)定沼氣產(chǎn)量使用排水法用一次性注射器吸入瓶?jī)?nèi)上半部分的氣體,利用氣相色譜儀測(cè)定氣體中的甲烷濃度及氫氣濃度。氣相色譜儀的主要檢測(cè)器設(shè)計(jì)類型為標(biāo)溫?zé)釋?dǎo)電性檢測(cè)器,溫度100C,柱溫65C,氣化化學(xué)實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)溫度100C,進(jìn)樣設(shè)計(jì)數(shù)量1.0mL。每次測(cè)量前,均將純甲烷和純氫氣氣體作為標(biāo)準(zhǔn)氣體進(jìn)樣以確定出峰時(shí)間,每個(gè)待測(cè)樣品中甲烷峰面積與純甲烷峰面積的比值即為該待測(cè)樣品的甲烷濃度,類似地,每個(gè)待測(cè)樣品中氫氣峰面積與純氫氣峰面積的比值即為該待測(cè)樣品的氫氣濃度。瓶?jī)?nèi)的總產(chǎn)氣量采用排水法進(jìn)行測(cè)量,測(cè)量過(guò)程中充分搖晃瓶身以確保瓶?jī)?nèi)氣體均被測(cè)量到,并記錄讀數(shù)。2.揮發(fā)性脂肪酸(VFA)使用液相色譜法測(cè)定VFA。選用了C18色譜柱(Thermoscientific,150mm×4.6mm),紫外光譜檢測(cè)器的色譜檢測(cè)值為210nm。反應(yīng)器的正常運(yùn)行工作完成時(shí),搖勻后取2mL瓶?jī)?nèi)懸浮液過(guò)0.22μm有機(jī)濾膜準(zhǔn)備進(jìn)樣。以10mmoL/L磷酸:甲醇=80:20(v/v)為流動(dòng)相,并用磷酸將pH值調(diào)至2.1,將樣品在流速為0.75mL/min的條件下分析。厭氧消化系統(tǒng)中具有代表性的VFAs有乙酸、丙酸和丁酸等,通過(guò)對(duì)待測(cè)樣本中的VFAs與標(biāo)準(zhǔn)品之間保留時(shí)刻進(jìn)行比較,確定VFAs種類,并基于繪制的標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算待測(cè)樣品中的VFAs濃度。3.胞外聚合物的提取胞外聚合物的提取法采用陽(yáng)離子交換樹脂法。清洗鈉型陽(yáng)離子交換樹脂:先稱取一定量的鈉型離子樹脂,用去離子水清洗2~3遍至上清液不再渾濁,然后把樹脂放在去離子水中,邊攪拌邊加入0.01mol/L稀鹽酸直至pH=5,滴入等濃度的氫氧化鈉溶液,至pH=9,再用稀鹽酸調(diào)至pH=7,最后清洗2~3遍后烘干備用。取一定質(zhì)量的反應(yīng)剩余污泥于4℃,6000r/min的溫度和轉(zhuǎn)速條件下離心10min,棄去上清液后再次重新懸浮于相同體積的1%NaCl溶液中,按照60g/g的比例加入鈉型陽(yáng)離子交換樹脂,懸浮液在500r/min的轉(zhuǎn)速下攪拌12h。將攪拌過(guò)后的懸浮液用高速冷凍離心機(jī)在4℃下以10000r/min的轉(zhuǎn)速離心10min,上清液過(guò)0.45μm的醋酸纖維素膜,最后將得到的溶液冷凍干燥并研磨制成粉末(即EPS),保存在干燥器中備用。4.多糖及蛋白質(zhì)濃度的測(cè)定多糖采用蒽酮-濃硫酸比色法測(cè)定。該方法的原理是:糖類在處于較高的溫度下時(shí),可以被濃硫酸作用而脫水生成糖醛或羥甲基糖醛,其與蒽酮脫水縮合后形成糖醛的衍生物呈現(xiàn)藍(lán)綠色。測(cè)定方法:取樣品2mL于消解管中,將5mL蒽酮溶液(0.2%蒽酮溶液:0.06g蒽酮溶于30mL濃硫酸中)注射進(jìn)管中,待冷卻至室溫后,在100℃水浴鍋中水浴10min,再冷卻至室溫后即可測(cè)定在625nm波長(zhǎng)下的吸光度。通過(guò)已繪制的標(biāo)準(zhǔn)曲線得到EPS中多糖的濃度。蛋白質(zhì)濃度采用BCA試劑盒法進(jìn)行測(cè)定,將EPS配置成1g/L的溶液,取10L與250L工作液混勻,37℃孵育30min,波長(zhǎng)526nm用酶標(biāo)儀測(cè)定吸光度。5.傅里葉變換紅外光譜(FTIR)的測(cè)定采用FTIR的ATR模式,在4000~525cm-1的波譜范圍內(nèi),測(cè)量胞外聚合物的紅外光譜。6.三維熒光光譜(3D-EEM)的測(cè)定3D-EEM可用于鑒別污泥胞外聚合物中的熒光化合物。以5nm為采樣間隔,在200~500nm的激發(fā)波長(zhǎng)(EX)和200~700nm的發(fā)射波長(zhǎng)(EM)下,收集胞外聚合物的3D-EEM光譜,收集胞外聚合物的3D-EEM光譜。長(zhǎng)鏈脂肪酸對(duì)厭氧消化系統(tǒng)產(chǎn)甲烷性能的影響研究3.1長(zhǎng)鏈脂肪酸對(duì)厭氧消化系統(tǒng)產(chǎn)甲烷和揮發(fā)性脂肪酸的影響3.1.1長(zhǎng)鏈脂肪酸對(duì)厭氧消化系統(tǒng)產(chǎn)甲烷影響1.甲烷濃度投入藥品后體系內(nèi)甲烷濃度隨時(shí)間變化的結(jié)果如圖1所示。圖中顯示,未加入NaOL的對(duì)照組在周期內(nèi)濃度一直呈上升趨勢(shì),并且最終達(dá)到的甲烷濃度最高,達(dá)到了14.52%。體系內(nèi)NaOL濃度為0.5~5g/L的實(shí)驗(yàn)組大致的趨勢(shì)相同,都在反應(yīng)時(shí)間達(dá)到30h時(shí)達(dá)到9~10%的濃度,且在接下來(lái)的反應(yīng)周期中甲烷濃度呈現(xiàn)一條水平線不再增加,最終濃度在10%左右。體系內(nèi)NaOL濃度為10g/L的實(shí)驗(yàn)組中,其甲烷濃度與其他組相比增長(zhǎng)較慢且最終濃度偏低,其增長(zhǎng)曲線位于所有曲線最下方。從圖1中我們不難看出,濃度為10g/L的第六組在反應(yīng)周期內(nèi)甲烷濃度低于其他五組,最終其甲烷濃度定格在5.20%。圖1甲烷濃度隨時(shí)間變化2.累計(jì)甲烷產(chǎn)量圖2中反映了隨著反應(yīng)時(shí)間的增加,不同NaOL濃度的反應(yīng)體系中累計(jì)甲烷產(chǎn)量的變化趨勢(shì)。圖中顯示,累計(jì)產(chǎn)甲烷最多的是濃度為1g/L的第三組,累計(jì)產(chǎn)甲烷為3.84mL,產(chǎn)量最少的是濃度為10g/L的一組,產(chǎn)量為0.0036mL。其中,控制組的產(chǎn)量變化呈現(xiàn)先升高后趨于平穩(wěn)的趨勢(shì),其產(chǎn)量高于濃度為5和10g/L的組,低于濃度為0.5、1.0和2g/L的組,最終產(chǎn)量為2.30mL。2~4組的表現(xiàn)顯示,在0.5、1.0和2g/L三個(gè)NaOL濃度下,NaOL對(duì)甲烷產(chǎn)量有促進(jìn)作用。在反應(yīng)時(shí)間為8~20h時(shí),每組甲烷累計(jì)產(chǎn)量的增長(zhǎng)速率與NaOL濃度呈正相關(guān)。但在20~32h時(shí),濃度0.5和2g/L兩組增長(zhǎng)速度低于1.0g/L的增長(zhǎng)速度,后者的產(chǎn)量也超過(guò)其他兩組,達(dá)到了3.84mL。反應(yīng)32h后,各組的產(chǎn)量趨于平穩(wěn)不再增加。除此之外,NaOL濃度為5g/L的第五組增加速率和最終產(chǎn)量都比控制組偏低,最終產(chǎn)量為1.72mL。濃度為10g/L的一組甲烷累計(jì)產(chǎn)量最低,且在反應(yīng)周期內(nèi)不增加,一直為0.0036mL。由此我們可以推測(cè),過(guò)高的NaOL濃度會(huì)抑制污泥的產(chǎn)氣性能,而低濃度的NaOL能促進(jìn)污泥產(chǎn)甲烷。圖2累計(jì)甲烷產(chǎn)量3.累計(jì)氫氣產(chǎn)量圖3中反映了隨著反應(yīng)時(shí)間的增加,不同NaOL濃度的反應(yīng)體系中累計(jì)氫氣產(chǎn)量的變化趨勢(shì)。從圖3中看出,累計(jì)產(chǎn)氫最多的是NaOL濃度0.5g/L組,其最終產(chǎn)量為6.02mL。控制組和投藥濃度為5g/L的組產(chǎn)量相近,分別為0.32和0.37mL。NaOL濃度為10g/L的組產(chǎn)量最低,為0.00065mL。在剩下的三組中,產(chǎn)氫性能與NaOL濃度呈負(fù)相關(guān),且趨勢(shì)相同,在反應(yīng)時(shí)間達(dá)到20h時(shí)產(chǎn)量趨于平穩(wěn),最終產(chǎn)量分別為6.02、4.75、2.58mL。圖3累計(jì)氫氣產(chǎn)量3.1.2揮發(fā)性脂肪酸VFAs作為厭氧消化過(guò)程的主要代謝物,對(duì)其分析非常有必要。對(duì)于溶液中VFAs的組成,乙酸、丙酸和丁酸占主導(dǎo)地位。如圖4中所示,空白組的總酸濃度(TVFA)整體上持續(xù)下降的趨勢(shì),由8h時(shí)的4000mg/L降至400mg/L,在32h后趨于平穩(wěn)。在實(shí)驗(yàn)組中,油酸鈉濃度為1和2g/L的反應(yīng)體系變化趨勢(shì)相近,在8h時(shí)濃度分別為279.18和537.98mg/L,然后再8~32h之間VFA濃度逐漸增加,最終在32h時(shí)達(dá)到頂峰,分別為1259.79和1713.08mg/L,隨后隨時(shí)間降低,最終濃度為604.83和719.72mg/L。油酸鈉濃度0.5和10g/L的兩組變化趨勢(shì)相近,它們都在20h時(shí)達(dá)到最高值1360.79和1741.68mg/L,并隨后一直降低,最終達(dá)到567.58和1342.48mg/L。油酸鈉濃度為5g/L的第五組比較特殊,它的VFA濃度在32h下降后又在44h達(dá)到峰值,為2083.94mg/L。圖4總VFA濃度隨時(shí)間變化情況圖5為乙酸濃度隨反應(yīng)時(shí)間變化情況。乙酸作為主要的揮發(fā)性脂肪酸,其變化趨勢(shì)與總VFA濃度變化趨勢(shì)相同,只有油酸鈉濃度為10g/L的反應(yīng)體系變化趨勢(shì)有所不同。其整體呈上升趨勢(shì),由最初的501.77mg/L增加至1064.20mg/L。圖6顯示了VFA的組分變化,乙酸從始至終都占據(jù)了大多數(shù)。與控制組相比,在反應(yīng)時(shí)間為8h時(shí),加入NaOL的組別中丙酸和丁酸占比較高,體系匯總NaOL濃度越高,丙酸和丁酸的占比就越高。其中5g/L組的丁酸占比達(dá)到25.92%,丙酸占比24.94%。反應(yīng)進(jìn)行至56h時(shí),控制組和0.5g/L的實(shí)驗(yàn)組中,丙酸和丁酸所占比例都上升,但是5g/L組中,這兩種酸占比都有所下降,其中丙酸占比降至0.91%,乙酸由原來(lái)的49.14%增加至76.5%,而丁酸仍保持在20~25%,說(shuō)明大部分丙酸轉(zhuǎn)化為了乙酸,乙酸成為了主要的VFA。圖5乙酸濃度隨時(shí)間變化情況圖6不同NaOL濃度下?lián)]發(fā)性脂肪酸組分隨時(shí)間變化情況3.2長(zhǎng)鏈脂肪酸對(duì)厭氧微生物胞外聚合物的影響研究3.2.1蛋白及多糖濃度的變化多糖(PS)和蛋白(PN)濃度的測(cè)量結(jié)果如表5所示。在表5中,NaOL濃度為0.5g/L的第二組多糖濃度最高,為34.07mg/L,其余組濃度都差不多相當(dāng),但是實(shí)驗(yàn)組的多糖濃度普遍比控制組高??刂平MEPS中蛋白的濃度最高,能達(dá)到71.66mg/L,但實(shí)驗(yàn)組中蛋白濃度變化大都在50~55mg/L的區(qū)間中。有研究表明,較高的PN/PS值有利于顆粒的形成和穩(wěn)定,數(shù)據(jù)表明,實(shí)驗(yàn)組的PN/PS值都比控制組要低,而當(dāng)NaOL濃度為0.5g/L時(shí),PN/PS值最低,為1.69,充分表明NaOL作為一種污染物,對(duì)于污泥的厭氧消化過(guò)程有毒性作用。表5胞外聚合物中蛋白質(zhì)和多糖濃度變化0g/LNaOL0.5g/LNaOL2g/LNaOL10g/LNaOL200mMNaCl200mMCaCl2多糖(mg/L)4.5334.074.805.537.896.53蛋白(mg/L)71.6657.5755.6556.2055.2252.36PN/PS15.831.6911.5910.177.008.023.2.2蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)變化圖7不同濃度NaOL和鹽溶液背景下的紅外光譜測(cè)得紅外光譜如圖7所示,3292cm-1處的特征峰是羧酸的羥基引起的,2921和2850cm-1處的特征峰是烷烴中的-CH2-造成的,1561cm-1處的特征峰是硝基引起的,1314cm-1處的特征峰是酚類物質(zhì)的羥基引起的,而1125cm-1左右則是C-O和C-C的伸縮振動(dòng)。1700~1600cm-1范圍是表征蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)的酰胺Ⅰ帶,取控制組和10g/L兩組進(jìn)行蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)擬合如圖8所示。圖8(a)0g/L與(b)10g/L濃度下胞外聚合物蛋白的去卷積酰胺Ⅰ帶二階導(dǎo)數(shù)譜蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)可分為聚合鏈、-折疊、隨機(jī)螺旋、-螺旋、3-轉(zhuǎn)螺旋和反平行-折疊。其中,聚合鏈、-折疊和-螺旋這三種蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)與促進(jìn)生物絮凝相關(guān)。如果這三種結(jié)構(gòu)所占比重有所上升,則這就說(shuō)明蛋白質(zhì)本身具有疏松的結(jié)構(gòu),使內(nèi)部的疏水基團(tuán)充分地暴露,增加了蛋白質(zhì)的表面疏水度。已有一些研究結(jié)果表明,蛋白質(zhì)的疏松結(jié)構(gòu)可能會(huì)充分地暴露內(nèi)部的疏水性基團(tuán),是影響污泥聚集的關(guān)鍵因素。從表6中我們能看出,加入NaOL后,聚合鏈、-折疊和-螺旋這三種蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)分別所占比例都有所增加??刂平M中這三種蛋白的總占比為44.05%,而10g/L組中三種蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)的總占比為73.34%,相比控制組大幅提高。除此之外,二者的-螺旋/(-折疊+無(wú)規(guī)卷曲)之比分別為1.61和1.40,后者低于前者,這充分說(shuō)明NaOL加入后會(huì)使污泥的胞外聚合物表面疏水結(jié)構(gòu)增加,促進(jìn)污泥凝集。表6不同油酸鈉濃度下EPS蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)相對(duì)含量二級(jí)結(jié)構(gòu)波數(shù)(cm-1)相對(duì)含量/%0g/L10g/L聚合鏈1625-161015.1330.53-折疊1640-163013.3817.84無(wú)規(guī)卷曲1645-164000-螺旋1657-164815.5424.973-反螺旋1666-165919.260反-折疊1695-16803.533.643.2.3三維熒光光譜的測(cè)定圖9濃度為0g/LEPS的三維熒光光譜圖10濃度為10g/LEPS的三維熒光光譜圖9和10分別為實(shí)驗(yàn)組1和6的三維熒光蛋白光譜,從圖中可以看出一共有兩個(gè)峰,峰A為EX/EM=230/305nm,主要成分是蛋白質(zhì);峰B位于EX/EM=260/375nm,其主要成分是類富里酸組分。具體強(qiáng)度見(jiàn)表6。表6中我們看出,峰A的強(qiáng)度比峰B的強(qiáng)度高,且NaOL濃度越高,兩個(gè)峰的強(qiáng)度越高,濃度為10g/L時(shí)兩個(gè)峰峰值都是最高,達(dá)到178.15和172.63。當(dāng)NaOL濃度為0.5g/L時(shí),AB峰峰值最低,為84.29和79.10。相同的NaOL濃度下,加入鹽溶液會(huì)使峰值升高,且同濃度CaCl2溶液比NaCl溶液效果差一些。富里酸是腐殖酸的一種,常存在于自然水體中,我們推測(cè)是污泥在自然水體中吸附在EPS中的。表6熒光光譜參數(shù)0g/LNaOL0.5g/LNaOL2g/LNaOL10g/LNaOL200mMNaCl200mMCaCl2峰A171.8584.29158.05178.15112.5590.00峰B119.6370.10154.23172.6387.5471.66
結(jié)論本章我們研究了長(zhǎng)鏈脂肪酸油酸鈉對(duì)污泥厭氧發(fā)酵過(guò)程的影響,主要結(jié)論有:(1)在反應(yīng)體系中加入NaOL后,最終甲烷濃度與空白相比偏低。隨著NaOL濃度的升高,污泥產(chǎn)甲烷性能呈現(xiàn)先升高后下降的態(tài)勢(shì),其中在1g/L時(shí)達(dá)到最佳濃度。(2)通過(guò)對(duì)溶液中代謝產(chǎn)物的分析,發(fā)現(xiàn)VFAs作為厭氧消化過(guò)程的主要代謝物,在加入NaOL的條件下積累較慢,但最終水平比空白組高,說(shuō)明長(zhǎng)鏈脂肪酸能影響VFA的轉(zhuǎn)化。(3)通過(guò)對(duì)厭氧反應(yīng)剩余污泥胞外聚合物的蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析,我們發(fā)現(xiàn)的NaOL添加會(huì)增加3.2.1中五種螺旋的占比,并同時(shí)通過(guò)蛋白質(zhì)的疏松結(jié)構(gòu)的方法暴露污泥內(nèi)部疏水基團(tuán),這些結(jié)構(gòu)有利于顆粒污泥的凝聚及穩(wěn)定存在。(4)3D-EEM的結(jié)果表明NaOL的添加會(huì)在高濃度時(shí)增加蛋白質(zhì)和類富里酸,在低濃度時(shí)減少。除此之外鹽溶液的加入會(huì)增加蛋白質(zhì)和類富里酸的含量。參考文獻(xiàn)[1]楊紫怡,王雯,馬宗虎,陳泓,劉廣青長(zhǎng)鏈脂肪酸對(duì)餐廚垃圾厭氧消化產(chǎn)甲烷的影響環(huán)境工程學(xué)報(bào)2017[2]RoqueJiménezJoséAlejandro,RosaVelázquezMilca,PinosRodríguezJuanManuel,VicenteMartínezJorgeGenaro,MendozaCervantesGuillermo,FloresPrimoArgel,LeeRangelHéctorAarón,RellingAlejandroE..RoleofLongChainFattyAcidsinDevelopmentalProgramminginRuminants[J].Animals,2021,11(3).[3]陳雨卉,席宏波,于東,周岳溪,陳學(xué)民,伏小勇典型除草劑生產(chǎn)廢水的有機(jī)污染特性研究[J].光譜學(xué)與光譜分析,2015,35(12):3444-3449.[4]周洪波,陳堅(jiān),趙由才,周琪長(zhǎng)鏈脂肪酸對(duì)厭氧顆粒污泥產(chǎn)甲烷毒性研究[J].水處理技術(shù),2002(02):93-97.[5]周洪波,陳堅(jiān),任洪強(qiáng),周琪,趙由才長(zhǎng)鏈脂肪酸對(duì)厭氧顆粒污泥產(chǎn)甲烷活性的影響及其相互作用研究[J].中國(guó)沼氣,2001(01):3-5+36.[6]RyanM.Ziels,DavidA.C.Beck,H.DavidStenselLong-chainfattyacidfeedingfrequencyinanaerobiccodigestionimpactssyntrop
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