城市污泥与工农业有机废弃物厌氧小分子碳源转化原理与技术

第1章  绪论 1

1.1  城市污泥资源化途径及研究现状 1

1.1.1  城市污泥的基本组成分析 3

1.1.2  城市污泥厌氧消化产甲烷 4

1.1.3  城市污泥生产生物燃料
5

1.1.4  利用微生物燃料电池产电 5

1.1.5  以污泥作为能源和原料生产水泥和建筑材料 7

1.2  城市污泥预处理研究现状
7

1.2.1  物理预处理 8

1.2.2  化学预处理 11

1.2.3  生物预处理 14

1.3  剩余污泥产酸发酵的研究现状 14

1.3.1  污泥厌氧处理的原理
14

1.3.2  污泥厌氧发酵的影响因素 15

第2章  提高污泥溶胞和酸化性能的预处理方法及策略
19

2.1  概述 19

2.2  超声预处理 19

2.2.1  超声频率对污泥溶胞率及颗粒性有机物溶出的影响 19

2.2.2  超声频率对短链挥发酸产量及分布的影响 22

2.3  微生物衍生型生物表面活性剂 27

2.3.1  挥发酸产量和组成影响
27

2.3.2  颗粒性有机物的水解
29

2.3.3  胞外水解酶活性及挥发酸累积机理解析 31

2.3.4  鼠李糖脂的可行性及原位合成分析 33

2.4  植物衍生型生物表面活性剂
35

2.4.1  剩余污泥厌氧水解过程的强化作用 35

2.4.2  污泥胞外聚合物的剥离分析 37

2.4.3  挥发酸产量及组成影响
39

2.4.4  皂苷促进污泥厌氧消化速率的机理解析 41

2.4.5  皂苷预处理的可行性分析 43

2.5  化学预处理 44

2.5.1  化学预处理对剩余污泥厌氧水解的影响 44

2.5.2  不同化学预处理剩余污泥厌氧发酵产酸时间的确定 51

2.5.3  化学预处理对半连续流厌氧发酵产酸效能的影响 63

2.6  本章小结 67

第3章  农业秸秆调质对污泥发酵产酸及蛋白质降解转化的影响 69

3.1  我国秸秆资源利用现状和本章概述 69

3.1.1  我国秸秆资源利用现状
69

3.1.2  本章概述 69

3.2  玉米秸秆调质比例及调质形式的优化 70

3.2.1  污泥水解及有机质浓度变化规律 71

3.2.2  蛋白质和碳水化合物浓度变化规律 72

3.2.3  VFAs产量及组成结构变化规律 74

3.2.4  氨磷的释放规律 77

3.3  污泥与玉米秸秆共发酵基质的厌氧消化动力学模型 78

3.3.1  模型的建立 78

3.3.2  模型参数求解 85

3.3.3  模型模拟结果分析与评价 88

3.3.4  模型应用 93

3.4  本章小结 97

第4章  菌糠投加对污泥共发酵产酸性能影响 99

4.1  双孢菇菌糠处理与处置现状
99

4.2  基于UD-RSM法优化预处理污泥与菌糠共发酵产酸工艺参数 100

4.2.1  碱预处理污泥与菌糠共发酵产酸工艺参数优化 100

4.2.2  热碱预处理污泥与菌糠共发酵产酸工艺参数优化 102

4.2.3  超声预处理剩余污泥与菌糠共发酵产酸工艺参数优化 109

4.3  污泥预处理对污泥与菌糠共发酵产酸性能提升的影响 112

4.3.1  溶解性有机质的变化
112

4.3.2  挥发酸产量及其组成的变化 115

4.3.3  氨氮和磷的释放规律
122

4.3.4  水解发酵过程中水解酶活性的变化 123

4.3.5  污泥减量化程度分析
125

4.4  不同共发酵体系产挥发酸经济性分析 127

4.5  本章小结 128

第5章  酿造废弃物投加对污泥共发酵产酸性能影响
130

5.1  概述 130

5.2  醋糟调质对剩余污泥发酵产酸及蛋白质降解的影响 131

5.2.1  醋糟性质 131

5.2.2  不同预处理醋糟对污泥发酵水解过程的影响 134

5.2.3  不同预处理醋糟对污泥发酵产酸过程的影响 137

5.2.4  污泥发酵过程甲烷累积产量的变化 142

5.2.5  污泥发酵过程中无机盐的释放 144

5.3  酿造废弃物调质对剩余污泥发酵产酸及蛋白质降解的影响 146

5.3.1  酿造废弃物组分
146

5.3.2  不同酿造废弃物对污泥发酵水解过程的影响 147

5.3.3  不同酿造废弃物对污泥发酵产酸过程的影响 151

5.3.4  污泥发酵过程甲烷累积产量的变化 155

5.3.5  污泥发酵过程中无机盐的释放 156

5.4  本章小结 157

参考文献 160