餐厨垃圾厌氧发酵定向产乙酸合成生态融雪剂研究

来源 :江南大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:king20051400
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
喷洒融雪剂是冬季清除道路积雪的主要手段之一,以乙酸盐为主的生态融雪剂的开发是当前的研究热点。但是,它的成本高昂,应用范围有限。其中,乙酸成本占据了生态融雪剂成本的70%。近年来,中国产生的餐厨垃圾数量持续增加,餐厨垃圾含有丰富的碳水化合物、蛋白质等有机物质,可以作为厌氧发酵产酸的底物来源。利用餐厨垃圾为底物进行厌氧发酵产乙酸,进而合成生态融雪剂不仅能降低生态融雪剂的成本,还能实现餐厨垃圾的资源化。为了实现餐厨垃圾向生态融雪剂的转化,本文首先构建了餐厨垃圾制备生态融雪剂的技术体系,然后根据体系中存在的乙酸产率低、乙酸分离困难、有机酸盐蒸发结晶能耗过大等问题分别进行了研究,并对生态融雪剂的性能进行评估。主要研究结果如下:(1)通过对传统生态融雪剂的制造流程和餐厨垃圾厌氧发酵的产酸特性进行分析,并针对餐厨垃圾制备生态融雪剂面临的产酸效率低、挥发性脂肪酸(VFAs)分离困难等问题,构建了餐厨垃圾制备生态融雪剂的完整技术体系。首先利用餐厨垃圾厌氧发酵制取生态融雪剂的前体物,然后利用膜分离技术实现VFAs的有效回收。利用正渗透膜技术对微滤膜分离的VFAs进行浓缩,再通过蒸发结晶制备出固体生态融雪剂。(2)针对餐厨垃圾厌氧发酵乙酸产率不足的问题,探究了pH、温度对产乙酸的影响。pH会影响餐厨垃圾厌氧发酵产酸的产率和VFAs的类型。酸性条件下产酸类型以丙酸为主,中性条件下以丁酸为主,碱性条件以乙酸为主。pH为10条件下,VFAs浓度达到38.72 g·L-1,乙酸占比达到92.7%,VFAs产率和乙酸产率分别为0.58 gVFA·(gCOD)-1和0.54 gVFA·(gCOD)-1。温度也会影响VFAs的产率和类型。温度为25℃时,VFAs中主要成分是乙酸和丙酸,其比例分别为54.1%和38.7%;温度为35℃时,产物中乙酸占比达到85.9%;温度为45℃和55℃时,产物中主要成分是丁酸,其比例分别为44.2%和65.2%。温度为35℃条件下VFAs浓度达到39.54 g·L-1,VFAs产率和乙酸产率分别为0.61 gVFA·(gCOD)-1和0.52 gVFA·(gCOD)-1。(3)利用膜分离技术可以实现VFAs的分离以及强化餐厨垃圾厌氧发酵产乙酸。研究结果表明:微滤膜的加入提高了餐厨垃圾厌氧发酵过程中VFAs的浓度和产率,最大浓度达到55.37 g·L-1,VFA产率达到0.52 gVFA·(gCOD)-1,乙酸是VFAs中的主要成分,占比始终维持在75%左右。微滤膜能实现VFAs的有效分离,VFAs的回收率达到95%,对蛋白质的截留率达到40%,对多糖的截留率达到50%,膜的截留使得蛋白酶活性提升了60.9%,α-葡萄糖苷酶活性提升了90.3%,乙酸激酶活性提升了60%。微滤膜对底物和水解酸化酶的有效截留是VFAs产率提升的主要原因。此外,微滤膜可以截留微生物,经过长期碱性条件发酵后Amphibacillus、Halomonas、Peptoniphilus等耐盐耐碱微生物得到富集,这类微生物可以利用碳水化合物、蛋白质合成VFAs。微滤膜的加入使得微生物代谢功能和相关功能基因的表达发生改变,碳水化合物代谢、氨基酸代谢、酶代谢功能的相对丰度明显提升;与有机物水解酸化有关的功能基因丰度明显提升。(4)利用正渗透膜技术实现了VFAs的有效浓缩,最大浓缩倍数达到4.58倍。生态融雪剂主要含有以乙酸钾为主的有机酸盐,还含有蛋白质、碳水化合物等有机物以及氨氮、磷酸盐等无机成分。利用餐厨垃圾进行厌氧发酵产酸,再经过正渗透膜浓缩和蒸发结晶后,最终生态融雪剂的产率为0.72 g·(gCOD)-1。生态融雪剂有较好的融冰效果,融冰能力达到氯化钠(NaCl)的90%,氯化钙(CaCl2)的85%,是市售醋酸钙镁盐(CMA)的110%。相较于NaCl、CaCl2和CMA,生态融雪剂对混凝土的腐蚀率分别降低了33.3%、57.9%和14.9%;对碳钢的腐蚀率分别降低了81.3%、84.2%和50%。
其他文献
习近平关于共同富裕重要论述阐述了新时代共同富裕的深刻内涵与实现机理。文章从横向与纵向层面深度剖析习近平关于共同富裕重要论述的逻辑理路,其兼顾效率与公平、物质富裕与精神富裕、经济发展与生态文明、中华民族富裕与全人类富裕的统一,统筹打赢脱贫攻坚、实施乡村振兴、创新驱动发展、构建橄榄型分配结构的战略,加大对问题导向、系统观念、实事求是方法、人民主体地位、开拓创新精神的坚持,对新时代扎实推进共同富裕具有重
共同富裕诠释了城乡高质量融合发展的价值追求,城乡高质量融合发展体现了共同富裕的内在要求。共同富裕目标下城乡高质量融合发展呈现出城乡资源要素双向能动融合、城乡经济形态互利共生融合、城乡物质精神系统有机融合的特征,并以人力资源赋能、绿水青山赋能、规模资本赋能、财产要素赋能、数字乡村赋能作为主要动能,通过资源变资产、资金变股金、农民变股东、数据变效能、产能变产值等价值转化推动城乡共同富裕。因此,共同富裕
职务犯罪监察讯问的规范化,是职务犯罪监察调查法治化的内在要求。虽然新近颁布的《中华人民共和国监察法实施条例》对监察讯问程序进行了细化解释,但仍存在着“多种”问询措施均能获取到被调查人供述、“单一”的讯问措施却能获取到“多种”性质的材料、讯问活动需提前审批、讯问程序封闭与讯问规则粗糙等诸多问题。为此,应明确规定所有监察问询措施统一适用监察讯问规则,并对监察调查阶段进行“初审组—调查组分段审查分流机制
学位
监察调查权仍然处于监察权研究的核心地带,其中,留置因事关被调查人人身自由、涉及与刑事强制措施之衔接转换而成为研究焦点。留置措施应当定位为具有人身自由限制属性的调查措施,留置审批权限不宜外放也是反腐效率的内在要求。尽管基于比例原则来构建梯度强制调查措施能够回应人文关怀不足与比例性缺失的问题,但无疑将对《监察法》体系造成冲击,也会带来法律概念的混乱。《监察法实施条例》的颁行表明,短期内对监察法律框架解
目的 探究16排螺旋CT在脑梗死的诊断效果。方法 在2019年1至9月中选择40例疑似脑梗死患者展开回顾性分析,均接受头颅CT平扫和脑CT灌注成像操作。结果 发病时间均在24 h内,有20例患者被诊断为急性脑梗死,其余20例并未见异常;而后在1周内对20例未见异常患者通过CT复查和随访,证实其中急性脑梗死发作16例和短暂性脑缺血发作4例。36例患者脑CT灌注异常,4例脑CT灌注正常,并且感兴趣区内
为保证施工的安全进行,对存在裂隙的天然岩体会进行必要的加固处理,注浆则是常用的手段之一,注入的浆液凝固形成充填物,而充填物的存在对节理岩体的力学性质有较大影响。因此研究充填物的强度以及厚度对节理岩体力学性质的影响显得格外重要。本文主要研究内容如下:(1)采用水泥砂浆材料经过配比试验,配制出四种强度不同且呈梯度变化的水泥砂浆材料,确定力学性质与页岩相似的水泥砂浆配比,并采用这个配比水泥砂浆制作节理岩
安阳红岭煤矿位于河南省最北部,距离安阳市38 km,矿区最北端与河北省交界,自投产至今经历过43年风雨岁月,在为国家经济腾飞付出的同时,矿山地质环境也遭受了严重的摧残。红岭煤矿由于多年的开采形成了大面积的采空区,不仅对研究区的地面景观以及地质环境造成巨大的破坏,同时也严重的威胁着当地居民的人身以及财产安全。故针对安阳红岭煤矿的矿山地质环境评价以及治理研究已迫在眉睫。本文以红岭煤矿为研究对象,搜集矿
中小企业作为构建市场经济的主体,在推动中国经济增长进程中发挥着重要引领作用。增强对中小企业的信贷风险管理,是金融行业的核心课题。具有规模小、零散度高、抗压弱等特性的中小企业,容易受到经济波动的影响。伴随着中小企业数量的持续增多、发展规模不断增大,为更好、有效地扶持中小企业发展,在政府及相关部门大力支持下,一系列惠及中小企业融资贷款业务的政策有序出台。PF银行W分行积极响应国家号召,近年来在中小企业