厭氧快速吸收有機(jī)物的啟動(dòng)能源研究(1)

1、    厭氧快速吸收有機(jī)物的啟動(dòng)能源研究(1)    通過(guò)考察乙酸鈉和葡萄糖兩種單基質(zhì)配水厭氧快速吸收COD去除情況、厭氧磷量變化、細(xì)胞內(nèi)糖變化規(guī)律、混合液厭氧pH值以及細(xì)胞外糖濃度與混合液COD的相互關(guān)系，證明對(duì)于糖類和非糖類基質(zhì)，細(xì)胞都可以建立以內(nèi)糖(胞內(nèi)單糖和糖元)為厭氧吸收能量來(lái)源的機(jī)制。通過(guò)對(duì)比兩種配水污泥馴化的難易程度、綜合分析各方面數(shù)據(jù)，論證了當(dāng)基質(zhì)中含有糖類成分時(shí)，細(xì)胞可能優(yōu)先利用單糖酵解產(chǎn)能，為厭氧快速吸收系統(tǒng)提供啟動(dòng)能量，從而縮短污泥馴化時(shí)間。由此提出當(dāng)采用本文的厭氧快速吸收新工藝處理實(shí)際廢水時(shí)

2、，可依水質(zhì)情況考慮投加適量能自發(fā)酵解產(chǎn)能的簡(jiǎn)單有機(jī)物，以加快系統(tǒng)的啟動(dòng)進(jìn)程。 關(guān)鍵詞：厭氧快速吸收 能量來(lái)源 細(xì)胞內(nèi)糖 糖酵解 Study on the Start-Up Energy Source for the Anaerobic Fast Absorption of Organic MaterialsAbstract：Acetate and glucose were used as the main substrate in the experiment. On the basis of measuring and analyzing the anaerobic COD degradat

3、ion and the variation of phosphate and intracellular carbohydrate content in anaerobic phase, it was verified that in both carbohydrate and non-carbohydrate substrate conditions microbes could establish such a mechanism that intracellular carbohydrate could be utilized as the energy source of anaero

4、bic absorption. Moreover, this paper suggested that bacterial cells might use the energy released by glucose glycolysis for start-up of anaerobic absorption. As a conclusion, it was proposed that, according to the characteristics of the wastewater to be treated, adding some simple organic materials

5、with the ability of self-fermentation into the influent might help in speeding up the start-up course of anaerobic absorption system.Keywords:anaerobic fast absorption;energy source;intracellular carbohydrate;glycolysis周期循環(huán)刺激下厭氧快速吸收有機(jī)物的處理工藝源于生物除磷技術(shù)，但發(fā)展至今，早已不僅局限于除磷范圍，其中出現(xiàn)的許多新的生物現(xiàn)象和處理效果引起人們的極大興趣。這種工藝方

6、法作為一個(gè)新的研究課題，已經(jīng)成為目前深受重視的非穩(wěn)態(tài)理論應(yīng)用與研究的一部分，其現(xiàn)實(shí)意義旨在利用非穩(wěn)態(tài)技術(shù)開(kāi)創(chuàng)污水處理新工藝，實(shí)現(xiàn)節(jié)能高效的有機(jī)物厭氧吸收；其中機(jī)理研究的核心是厭氧快速吸收的能量來(lái)源問(wèn)題。目前，國(guó)內(nèi)外關(guān)于由生物除磷引發(fā)的厭氧好氧生物處理中厭氧吸收有機(jī)物的研究普遍認(rèn)為，厭氧快速吸收主有兩種可能的能量來(lái)源：多聚磷酸鹽和糖元。其中，前者屬于生物除磷機(jī)理，即在厭氧條件下聚磷菌利用體內(nèi)多聚磷酸鹽分解產(chǎn)生的能量吸收并儲(chǔ)存有機(jī)物，同時(shí)釋放出ATP水解產(chǎn)生的正磷酸鹽。后者則來(lái)自于對(duì)最初的生物除磷生化代謝模式(Comeau,1986)的修正(Arun&Mino等，1988)以及“G細(xì)菌”的

7、發(fā)現(xiàn)1。研究者們認(rèn)為：聚磷菌以多聚磷酸鹽為能量來(lái)源的同時(shí)，也利用糖元分解為有機(jī)物厭氧吸收和PHB合成提供所需還原力和部分能量24；“G細(xì)菌”則不具備積累多聚磷酸鹽的能力，完全以胞內(nèi)糖元為厭氧吸收的能量來(lái)源。近來(lái)，意大利學(xué)者Carucci(1997)依據(jù)實(shí)驗(yàn)又提出在以葡萄糖為唯一有機(jī)基質(zhì)并延長(zhǎng)進(jìn)水時(shí)間的情況下，可以由一部分葡萄糖無(wú)氧糖解、放出能量，供給另一部分葡萄糖厭氧合成糖元。他的實(shí)驗(yàn)結(jié)論認(rèn)為在一定厭氧時(shí)間里，細(xì)菌優(yōu)先利用進(jìn)入細(xì)胞的葡萄糖，而不是糖元，并對(duì)其進(jìn)行酵解以供厭氧吸收和轉(zhuǎn)化成所需能量5?？梢?jiàn)，關(guān)于厭氧吸收的能量來(lái)源問(wèn)題還有很多內(nèi)容尚待深入研究。1試驗(yàn)設(shè)備與方法分別采用兩個(gè)SBR反應(yīng)器

8、對(duì)乙酸鈉、葡萄糖兩種人工配水進(jìn)行小試研究，污泥來(lái)源見(jiàn)表1。人工配水COD值均為500600 mg/L，A配水磷濃度較高，P/COD為(56)/100，G配水中氮、磷營(yíng)養(yǎng)元素按BODNP10051配給，配水主成分見(jiàn)表2。兩個(gè)反應(yīng)器均按照厭氧好氧SBR工藝運(yùn)行，每個(gè)周期運(yùn)行時(shí)間8 h，具體運(yùn)行程序及參數(shù)見(jiàn)表3。A、G兩種配水分別經(jīng)過(guò)120 d和20 d左右的污泥馴化和培養(yǎng)進(jìn)入穩(wěn)定運(yùn)行階段，用于厭氧快速吸收COD去除效果的測(cè)定，穩(wěn)定運(yùn)行期間室溫2630 。細(xì)胞內(nèi)糖(IC)、外糖(EC)含量的測(cè)定采用7080 水浴加熱、離心分離，而后用苯酚濃硫酸法定量測(cè)定。其他測(cè)定項(xiàng)目均采用國(guó)家環(huán)保局頒發(fā)的水和廢水監(jiān)

9、測(cè)分析方法第三版中的標(biāo)準(zhǔn)方法。     表1不同配水的反應(yīng)器與污泥來(lái)源    配水種類 反應(yīng)器容積(L) 控制方式 污泥來(lái)源    乙酸鈉(A) 5.0 PLC自動(dòng)控制 葡萄糖配水膜生物反應(yīng)器    葡萄糖(G) 8.0 人工控制 天津紀(jì)莊子污水廠回流污泥泵井    表2人工配水主成分mg/L    項(xiàng)目 A配水 G配水   &

10、#160;        摘通過(guò)考察乙酸鈉和葡萄糖兩種單基質(zhì)配水厭氧快速吸收COD去除情況、厭氧磷量變化、細(xì)胞內(nèi)糖變化規(guī)律、混合         本篇論文是由3COME文檔頻道的網(wǎng)友為您在網(wǎng)絡(luò)上收集整理餅投稿至本站的，論文版權(quán)屬原作者，請(qǐng)不用于商業(yè)用途或者抄襲，僅供參考學(xué)習(xí)之用，否者后果自負(fù)，如果此文侵犯您的合法權(quán)益，請(qǐng)聯(lián)系我們。    主有機(jī)成分 乙酸鈉700 葡萄糖500  

11、;  NH4Cl-N 18.5 17.5    KH2PO4-P 20.5 3.5    微量元素 CaCl2 30，MgSO4*7H2O 90，KCl 20，MnCl2 0.1CuSO45H2O 0.1，ZnSO4 0.1，F(xiàn)eSO4*7H2O 0.1     表3運(yùn)行程序及時(shí)間參數(shù)    運(yùn)行程序 時(shí)間參數(shù)(min)    進(jìn)水 5   

12、60;厭氧攪拌 120    沉降 20    排上清液 10    曝氣 300    閑置 252試驗(yàn)結(jié)果與討論2.1厭氧快速吸收去除COD的情況A、G兩種配水的污泥分別經(jīng)過(guò)120 d和20 d左右的適應(yīng)馴化期，都實(shí)現(xiàn)了對(duì)各自基質(zhì)的厭氧快速吸收。在好氧饑餓5 h的前提下，厭氧2 h的COD去除率均達(dá)到80%90%。事實(shí)上，A配水厭氧吸收45 min，G配水厭氧吸收30 min，COD去除率均已在80%以上(如圖1、2)。 

13、       2.2多聚磷酸鹽作為能量來(lái)源的討論A、G兩種配水混合液厭氧磷濃度變化如圖3所示。        伴隨厭氧COD去除，兩反應(yīng)器中都沒(méi)有過(guò)量釋磷現(xiàn)象。相反，A配水厭氧末期磷量降低約50%；G配水在厭氧初15 min內(nèi)磷濃度略有上升，而后也呈下降趨勢(shì)。關(guān)于這種厭氧除磷的異?，F(xiàn)象將另文探討，而由此無(wú)厭氧釋磷現(xiàn)象可以排除本試驗(yàn)中以多聚磷酸鹽為厭氧吸收有機(jī)物能量來(lái)源的可能性。2.3糖元作為能量來(lái)源的討論A配水中不含糖類成分，細(xì)胞吸收基質(zhì)進(jìn)入體內(nèi)

14、不會(huì)對(duì)胞內(nèi)糖元的測(cè)定產(chǎn)生干擾。因此，該配水下的內(nèi)糖(IC)曲線與G配水相比，更能清晰地從糖元含量的角度反映細(xì)胞內(nèi)糖類物質(zhì)與非糖類物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化，表明以糖元為能量來(lái)源進(jìn)行厭氧快速吸收的真實(shí)內(nèi)糖變化規(guī)律。將A配水穩(wěn)定運(yùn)行期內(nèi)糖變化規(guī)律及同期測(cè)定的COD厭氧去除情況(見(jiàn)圖1)與A配水馴化期IC與COD曲線(圖4)用來(lái)對(duì)比細(xì)胞建立內(nèi)糖能源機(jī)制前后的IC變化及COD去除的特點(diǎn)，可以看出馴化期基本沒(méi)有COD厭氧吸收，細(xì)胞內(nèi)糖也僅有小幅度變化，無(wú)明顯變化規(guī)律，IC/MLSS水平較低(為0.130.14)；穩(wěn)定運(yùn)行期的混合液COD在厭氧段迅速下降，細(xì)胞內(nèi)糖含量伴隨這一過(guò)程而降低，即糖元分解并在隨后的好氧段重新

15、合成，內(nèi)糖水平得到恢復(fù)，IC/MLSS高于馴化期(為0.250.33)。另外，曲線表明糖元的分解與合成都較為緩慢。        摘 現(xiàn)大氣試中餐炒菜灶存在熱效率低、燃燒不完全、燃燒噪聲大等不足。按照中灶的自身特點(diǎn)及輻射傳熱理，若采用紅外線無(wú)焰燃燒可以大幅度提高其熱效率，減少有害物質(zhì)的排 放。實(shí)驗(yàn)證明了燃?xì)庵胁统床嗽钣眉t外線無(wú)焰燃燒燃燒是可行的。0 引言近年來(lái)，隨著旅游業(yè)的發(fā)展和人民生活方式的改變，在外就餐的人數(shù)與日俱增，新賓館、飯店不斷涌現(xiàn)。與之相適應(yīng)，用于制作作炒菜的中餐炒菜灶的數(shù)量也在不斷增加。然而，目前絕大

16、多數(shù)中餐灶的熱效率僅為20%左右，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中餐燃?xì)獬床嗽钪袑?duì)熱效率也僅求不小于20，能源利用效率低。而且存在燃燒不完全、煙氣中有害物質(zhì)含量較高、燃燒噪聲大等問(wèn)題。隨著中餐炒菜灶數(shù)量的增多，研究如何提高中餐炒菜灶的熱效率、降低有害物質(zhì)排放、改善廚師的工作環(huán)境，將具有十分重的意義。本文針對(duì)中餐炒菜灶的特點(diǎn)，通過(guò)理論分析和對(duì)樣機(jī)測(cè)試結(jié)果的分析，論述了燃?xì)庵胁统床嗽畈捎眉t外線無(wú)焰燃燒可行性。1 中餐炒菜灶采用紅外線無(wú)焰燃燒的可行性分析與家用灶具相比，中餐炒菜灶有以下特點(diǎn)：主適用尖低鍋；炒菜時(shí)一般僅使用鍋深1/3-2/3以下的部位，因此求火力集中，鍋底局部熱強(qiáng)度高；為保證菜的鮮、嫩程度，加入菜后不明顯降

17、低鍋的溫度，求加熱速度快，具有較大熱負(fù)荷1。目前，中餐炒菜灶絕大多數(shù)都是采用大氣式燃燒方式。由于這種燃燒方式只預(yù)混了燃燒所需的部分空氣，因此燃燒溫度、燃燒強(qiáng)度受到限制。大氣式燃燒主以對(duì)流形式傳熱，而且過(guò)?？諝庀禂?shù)較大(般a1.3-1.8)，火焰較長(zhǎng)。由于中餐炒菜灶求熱負(fù)荷較大、鍋底的使用面積較小，采用大氣式燃燒不能進(jìn)行有效換熱，大部分熱量隨煙氣損失掉，因而造成設(shè)備熱效率低。此外，當(dāng)火焰與鍋底接觸時(shí)，將造成不完全燃燒，導(dǎo)致煙氣中有害物質(zhì)Co含量的增加，在鍋底積碳等。紅外線無(wú)焰燃燒是一種完全預(yù)混式無(wú)焰燃燒技術(shù)，具有過(guò)?？諝庀禂?shù)較小(一般a=1.05-1.10)、燃燒速度快、燃燒完全、燃燒溫度高、燃

18、燒噪聲低等特點(diǎn)。這種燃燒是以輻射和對(duì)流兩種形式傳熱，般輻射熱量占總熱量的4560%2。通過(guò)調(diào)整輻射面的形狀，可以達(dá)到定向加熱的目的，能夠滿足中餐炒菜灶火力集中、鍋底局部熱強(qiáng)度高的求，有利于提高設(shè)備的熱效率。此外，由于紅外線具有一定的穿透能力3，可以穿透鍋底進(jìn)行加熱，因而可以縮短加熱時(shí)間，這也是中餐炒菜灶所求的。從理論上講中餐炒菜灶用紅外線無(wú)焰燃燒是可行的。            摘通過(guò)考察乙酸鈉和葡萄糖兩種單基質(zhì)配水厭氧快速吸收COD去除情況、厭氧磷量變化、細(xì)胞內(nèi)糖變化規(guī)律、

19、混合         本篇論文是由3COME文檔頻道的網(wǎng)友為您在網(wǎng)絡(luò)上收集整理餅投稿至本站的，論文版權(quán)屬原作者，請(qǐng)不用于商業(yè)用途或者抄襲，僅供參考學(xué)習(xí)之用，否者后果自負(fù)，如果此文侵犯您的合法權(quán)益，請(qǐng)聯(lián)系我們。2 實(shí)驗(yàn)臺(tái)的建立采用液化石油氣，高熱值為：122284KJNm3：低熱值為：113780KJ/Nm3：相對(duì)密度為：19542；華白數(shù)為：87475：額定壓力為3000Pa。2.1.2 熱負(fù)荷鑒于目前多數(shù)中餐炒菜灶的最大熱負(fù)荷在28kw左右，其熱效率為20%，采用紅外線無(wú)焰燃燒后，熱效率會(huì)大幅度增加，按40%計(jì)算

20、，額定熱負(fù)荷為14kw完全能夠滿足求。 213燃燒器結(jié)構(gòu)形式輻射面采用多孔陶瓷板形式。按照傳熱理論，輻射面的形狀影響著輻射換熱量。在設(shè)計(jì)燃燒時(shí)，考慮到中餐炒菜灶主適用尖底鍋的特點(diǎn)，將多孔陶瓷板分8塊以等腰梯形與水平面呈45o傾斜布置。為克服紅外線無(wú)餡燃燒熱負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍小的缺點(diǎn)，燃燒器設(shè)置成雙引射器、兩環(huán)結(jié)構(gòu)。內(nèi)環(huán)熱負(fù)荷為4.652kw，外環(huán)熱負(fù)荷為6.978。燃燒器的結(jié)構(gòu)示意圖見(jiàn)圖1。 214輔助燃燒器目前研究結(jié)果證實(shí)，采用紅外線無(wú)焰燃燒與大氣式燃燒相結(jié)合的組合式灶具，即可提高灶具的熱效率，又能擴(kuò)大其熱負(fù)荷的調(diào)節(jié)范圍。為使設(shè)計(jì)的中餐炒菜灶具有較大的熱負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍，并考慮灶多用的功能求，在主燃燒器內(nèi)設(shè)置了熱負(fù)荷較小的大氣式燃燒器。其熱負(fù)荷為3.489kw。22實(shí)驗(yàn)測(cè)試系