【摘 要】
:
北方地区冬季沼气工程通常受到温度限制,为探讨太阳能用于沼气工程的可行性,于冬季构建太阳能供热的厌氧消化系统,通过实时监测太阳辐射强度,同时逐级改变进料餐厨垃圾厌氧消化OLR,探究半连续式厌氧消化系统甲烷产能、稳定性、水解酶活性及微生物群落变化,并针对微生物群落进行种群模拟,探寻复杂系统结构的预测。通过序批式实验发现了本次实验所用餐厨垃圾极易酸化的特点,并发现温度波动和p H的变化均会对甲烷产量造成
论文部分内容阅读
北方地区冬季沼气工程通常受到温度限制,为探讨太阳能用于沼气工程的可行性,于冬季构建太阳能供热的厌氧消化系统,通过实时监测太阳辐射强度,同时逐级改变进料餐厨垃圾厌氧消化OLR,探究半连续式厌氧消化系统甲烷产能、稳定性、水解酶活性及微生物群落变化,并针对微生物群落进行种群模拟,探寻复杂系统结构的预测。通过序批式实验发现了本次实验所用餐厨垃圾极易酸化的特点,并发现温度波动和p H的变化均会对甲烷产量造成影响;在保证恒温的条件下,人工调节p H的工况获得最佳甲烷产量。在太阳能供热的厌氧消化半连续式实验中,受北方冬季气温影响,甲烷产量略有降低,与电热组相差约16%;本次实验所用餐厨垃圾最佳OLR为4.5 kg·m~3·d-1,此前甲烷产量随OLR逐级升高出现阶段性波动提升;高OLR冲击下,太阳能供热实验组甲烷产量表现欠佳,同时发酵系统内部稳定性较差,p H骤降,产甲烷菌活性受抑制。微生物群落结构变化与OLR相关,波动的温度对微生物及水解酶活性影响较大,夜间太阳能供热组出现甲烷产量明显下降甚至停滞。实验初期淀粉酶较占优势,与Clostridium和Lactobacillus为优势群落有关。古菌中Methanobacterium和Methanoseata等在稳定期承担主要产甲烷工作,但前期Methanoregula更能适应低OLR环境,相对丰度达48%以上。通过NetLogo模拟大量数据分析发现其分布符合正态分布,且微生物群落变化呈现动态稳定的形式。根据所得数学模型对复杂系统进行预测,结果与连续式实验近似。
其他文献
催化热解具有高轻质芳烃选择性,是煤制轻质芳烃的主要研究热点。本文通过在立式双层热解炉催化热解红沙泉煤样品来探索碱/碱土金属协同催化热解煤焦油生成的优化条件。采用傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、气相色谱(GC)、气相色谱质谱联用仪(GC-MS)及快速热裂解气相色谱质谱联用仪(Py-GC/MS)等测试,分析探讨固有矿物及添加金属催化热解对煤热解特性及焦油产物分布的影响,为理解脱矿质及金属协同催化煤热
四旋翼无人机应用领域广阔,获得准确的位置信息和使用性能良好的飞行控制系统是实现无人机精准定点飞行的重要条件。为提高无人机在定点飞行时,位置信息的准确性和定点飞行控制系统的鲁棒性,本文基于自主研发的飞行实验平台,对无人机的位置信息估计和飞行控制原理进行了深入研究。研究内容主要包括以下几个方面:(1)首先介绍了四旋翼无人机的飞行原理,解算出四旋翼无人机的各个参数在相关坐标系下的转换关系,然后建立了无人
厌氧膜生物反应器(AnMBR)耦合了厌氧消化系统和膜分离系统,具有出水水质高、占地面积小、低能耗和能源可回收等优点,是一种很有应用前景的污水处理技术。但是,膜污染严重是限制其大规模商业化运行的主要障碍。针对其膜污染严重的问题,本研究通过引入微生物电解池构建了新型AnEMBR反应器,考察了AnEMBR反应器的运行效果以及膜污染控制效果,分析了外加电场对悬浮污泥性质变化、膜表面泥饼层变化以及膜上微生物
随着中国工业化和城市化的发展,机动车数量迅速增长。北京作为中国的首都,机动车保有量稳居全国第一。由于机动车尾气排放对城市气候、空气质量和公众健康等方面具有重要的影响,近年来机动车排放问题受到了广泛的关注。城市中街道的空气质量受高密度车流量、交通拥堵、城市背景浓度、环境气象参数和建筑几何配置等因素的影响,其污染物浓度水平通常高于城市平均水平。因此,开展高空间分辨率的街区尺度空气污染状况及其时空分布特
砷作为一种毒性较强的类金属元素,其对环境造成的污染愈发严重,吸附法具有成本低,效率高等优势广受青睐。本文采用原位沉淀法合成了一种具有网状结构的铁-镧/壳聚糖复合微球(FLCBn1)。研究了其对水中As(V)的吸附工艺及行为;并利用Zeta电位、XPS光电子能谱、傅里叶红外光谱以及Materials Studio软件等手段进一步分析吸附机理。主要结论如下:铁-镧/壳聚糖复合微球相较于对照处理的纯壳聚
中国能源结构以煤炭为主,燃煤排放的NOx在现阶段仍是造成我国大气环境污染的主要污染物之一。利用半焦进行的NO异相还原在降低NOx排放方面具有很大的应用前景,其中过渡金属铁对异相还原更是有着显著的影响。因此,明确燃煤锅炉还原区内部铁对含氮半焦异相还原NO的影响机制对发展低NOx燃烧技术具有重要的意义。基于上述背景,本课题通过实验和密度泛函理论(DFT)计算研究了还原区内Fe含量对含氮半焦异相还原NO
随着我国经济提质能源改型,煤老窑数量逐步上升,老窑水治理后产生的污泥堆积,处理与储存有一定难度,易造成二次污染,影响环境生态和公共卫生安全。如何避免污泥对环境的二次污染并将污泥资源化制备高附加值材料是合理妥善的污泥的关键所在。本论文提出了针对老窑水污泥的成分特点设计高效的Fe3O4基类芬顿催化剂和强吸附能力的Fe OOH基吸附剂两种高附加值材料的新思路,系统的研究了样品的微观结构和催化及吸附性能以
光催化氧化技术作为高级氧化技术的补充,是一种潜在的无毒、高效、稳定的水环境治理技术,光催化剂活性在污染物降解中发挥着至关重要的作用。如何获得具有光响应能力强、光生载流子分离率高、电子迁移率快、电子-空穴对的复合速率低等性质的光催化剂一直受到学者的广泛关注。本研究基于纳米TiO2粉体制备了具有1D纳米管状钛酸盐催化剂,在此基础上分别负载活性组分Ag和Mn以开发,研究影响光催化降解有机物的因素及反应机
随着复合材料与金属材料在各个领域的混合应用越来越广泛,对于二者连接结构的健康监测则变得尤为重要,一定范围的失效以及寿命预测,对其使用安全也有重要的意义。本文利用碳纳米纸传感器和MXene传感器两种高灵敏度的微纳传感器研究了复合材料/金属连接结构分别在静态拉伸、循环载荷、拉伸疲劳、三点弯曲以及低速冲击下的应变-电阻变化率的响应状况。静态拉伸状态下,传感器的电阻响应可以确定试件整体结构的损伤演化过程。
垃圾填埋场是地下水典型的污染源,其引发的地下水污染事件长期居于环境类投诉案件之首。有机质是垃圾填埋场含量最大,反应活性最高的污染组分。垃圾渗滤液是填埋有机质主要的赋存介质,其渗漏将引起溶解性有机物(DOM)向地下水输入,经迁移转化,改变地下水物质通量和氧化还原环境,进而影响垃圾填埋场周围地下水中细菌群落的系统发育。然而以往的研究主要侧重于垃圾渗滤液污染地下水中DOM结构组成与地下水水质、水化学参数