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《穩(wěn)恒磁場(chǎng)對(duì)活性污泥合成聚羥基烷酸酯的影響研究》由會(huì)員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要聚羥基烷酸酯(Polyhydroxyalkanoate,PHA)因與化工合成塑料(聚乙烯、聚丙烯等)的性質(zhì)十分相似,又具有生物可降解性,是化工合成塑料的優(yōu)良替代品,但其高昂的生產(chǎn)成本限制了它的廣泛應(yīng)用。本研究將磁場(chǎng)生物效應(yīng)引入活性污泥PHA合成系統(tǒng),旨在利用磁場(chǎng)的生物效應(yīng)提高PHA合成的產(chǎn)率,降低PHA的生產(chǎn)成本。著重從以下三方面展開研究:1、在活性污泥馴化過(guò)程中,從污泥停留時(shí)間(SRT)、C/P、饑餓期與豐盛期的持續(xù)時(shí)間比、初始負(fù)荷、負(fù)荷增加率、C/N和初始pH這七個(gè)因素中篩選出關(guān)鍵因素,并對(duì)關(guān)鍵因素進(jìn)行優(yōu)化,建立一種快速、有效的
2、馴化方法。2、不同磁場(chǎng)強(qiáng)度下,通過(guò)改變磁場(chǎng)作用方式和作用時(shí)間,研究作用方式、作用時(shí)間對(duì)PI-b~合成的影響,優(yōu)化最佳的磁場(chǎng)處理?xiàng)l件。3、不同磁場(chǎng)強(qiáng)度下,通過(guò)改變系統(tǒng)的SRT、pH條件,研究SRT、pH對(duì)PHA合成的影響,優(yōu)化活性污泥合成PHA工藝條件。主要研究結(jié)果如下:1、基于Plackett.Burman試驗(yàn)設(shè)計(jì)篩選活性污泥馴化的關(guān)鍵影響因子。結(jié)果表明:SRT、C/N、豐盛期與饑餓期的持續(xù)時(shí)間比、初始負(fù)荷、pH、負(fù)荷增加率、C/P這七個(gè)因素中對(duì)馴化過(guò)程影響顯著的因素是SRT、C/N、CODo、C/P。進(jìn)一步通過(guò)均勻設(shè)計(jì)對(duì)這4個(gè)顯著因素進(jìn)行優(yōu)化,得到最優(yōu)的
3、馴化條件為:SRT為15d,C/N為50,C/P為530,CODo為1050mgCOD/L,至馴化結(jié)束最大得率為0.73,馴化時(shí)間為25d。驗(yàn)證試驗(yàn)顯示,至馴化結(jié)束最大得率為O.71,馴化時(shí)間為23d,該結(jié)果表明優(yōu)化條件是可信的。2、當(dāng)磁場(chǎng)僅作用于饑餓期時(shí)對(duì)HB、HV合成的促進(jìn)作用顯著優(yōu)于磁場(chǎng)持續(xù)作用或僅作用于豐盛期時(shí)的促進(jìn)作用,且該優(yōu)勢(shì)隨著磁場(chǎng)強(qiáng)度的增大而越趨明顯;而當(dāng)磁場(chǎng)持續(xù)作用或僅作用于豐盛期時(shí),兩者的促進(jìn)作用差異不明顯。21mT磁場(chǎng)僅作用于饑餓期時(shí),qi-m/qs最大,為0.52;11mT磁場(chǎng)僅作用于饑餓期時(shí),qrrc/qs最大,為0.23。3、饑
4、餓期,活性污泥中HB的降解速率大于HV的降解速率,活性污泥主要依賴HB的降解來(lái)維持生命活動(dòng)。磁場(chǎng)三種作用方式中,對(duì)PHA降解促進(jìn)作用從大到小依次為:僅作用于饑餓期、僅作用于豐盛期、持續(xù)作用。11mT的磁浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文場(chǎng)僅作用饑餓期時(shí),促進(jìn)作用最大,降解速率常數(shù)為0.035。4、磁場(chǎng)作用時(shí)間對(duì)PHA合成的影響表現(xiàn)為非線性。磁場(chǎng)對(duì)PHA合成的促進(jìn)作用在前3d內(nèi)達(dá)到最大,之后隨著作用時(shí)間的延長(zhǎng)而減小,并從第8d開始,磁場(chǎng)對(duì)HB、HV的合成存在抑制作用。因此,建議采用磁場(chǎng)短時(shí)間作用方式以提高PHA的合成。5、pH較大地影響了酸消耗和PHA合成的速率。pH從7
5、升高至8.5、9.5時(shí),qs、qrm、qm,均增大,而pH不控制時(shí),qs均介于pH控制在8.5、9.5的qs之間。0、11、21mT,qs、qrm、qrrv均在同一pH值時(shí)達(dá)到最大,分別為9.5、9.5、8.5。然而,pH對(duì)PHA得率的影響不如速率顯著,當(dāng)速率達(dá)到最大時(shí),PHA的得率并不是唯一最大的。0、11mT時(shí),YPHA在pH為7和pH為9.5達(dá)到最大,2llnT,pH為9.5時(shí)的YPHA僅比pH為8.5時(shí)的Yr,ah,提高了6%.因此,為提高PHA的合成速率,建議控制pH值在較高水平。6、不同磁場(chǎng)強(qiáng)度下,隨著污泥停留時(shí)間(SRT)的增長(zhǎng),qs逐漸減小
6、,且qs和F/M值呈正相關(guān)(R=0.916,P<0.01),而Yrm與F/M值、Yrrv-9F/M值卻都不存在相關(guān)性(P均大于0.05)。11mT,SlIT為10d,YI-m、Yrw、YPHA均最大,分別為0.24、O.11、0.35Cmmol/Cmmol;21mT,SRT為5d、10d時(shí),活性污泥合成PHA的能力均較大,YPHA分別為0.42、0.43Cmmol/Cmmol,差異不明顯。關(guān)鍵詞:聚羥基烷酸酯;馴化;磁場(chǎng);作用方式;作用時(shí)間;SRT;pH浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文AbstractPolyhydroxyalkanoates(PHAs)havebee
7、nconsideredasthepromisingsubstitutesforthepetrochemical—derivedplastics’duetotheirsimilarpropertiestopetrochemical—derivedplasticsandbiodegradability.ThemajorbarriertothewideapplicationofPHAisthehighcost.Inordertoreducethecost,thebioeffectofmagneticfieldwasintroducedtothePHAbiosyn
8、thesisbyactivatedsludge.ThestudyW