生物炭孔隙结构对市政污泥好氧发酵过程甲烷释放影响研究

来源 :广西大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:L936355705
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
生物炭因具有疏松多孔、环境友好以及性质稳定等特性,在提高市政污泥好氧发酵效率和控制好氧发酵过程中甲烷(CH4)的释放总量上受到了广泛的关注。目前,关于生物炭与CH4释放的研究大多数集中在生物炭的添加量、制备原料以及颗粒大小等宏观的层面上,缺乏生物炭自身多孔特性影响市政污泥好氧发酵过程CH4释放的深入研究。因此,本研究从生物炭孔隙结构(微孔、大孔结构)的角度出发,探究其在市政污泥好氧发酵过程对CH4释放的影响。采用比表面积测试(BET)分析生物炭的孔隙结构,通过测定堆体的理化指标探究生物炭孔隙结构对好氧发酵效率的影响,同时使用气相色谱法(GC)研究发酵过程的CH4释放规律,通过16S r RNA高通量测序技术分析生物炭孔隙结构对堆体中的微生物多样性及群落演替的影响,最后结合相关性分析(斯皮尔曼相关性分析、冗余分析)深入探讨生物炭孔隙结构与CH4释放之间的关系。本文的主要结论如下:(1)以3种不同孔隙结构的生物炭作为市政污泥好氧发酵调理剂,即榉木生物炭(WBC)、稻壳生物炭(RBC)和玉米芯生物炭(CBC),BET结果表明,WBC和RBC以微孔结构为主,分别占87.84%和73.72%,而CBC以大孔结构为主(占比89.94%)。SEM显示:总体上,三种生物炭的微观形态表现为孔隙分布均匀,均呈蜂窝状,其中WBC孔隙致密,RBC孔壁薄,CBC的孔径最大且孔壁上有小孔。(2)GC结果显示,与未加生物炭的对照组(CK)对比,添加WBC、RBC和CBC的市政污泥好氧发酵组的CH4释放量分别减少41.83%、33.59%、8.20%,同时,CK、WBC组、RBC组和CBC组的最高CH4释放速率分别为21.58、9.58、12.93和15.64 mg/(kg·d),HS-GC的外部实验结果进一步揭示在本研究的条件下生物炭孔隙结构主要通过改善堆体环境减少CH4释放。(3)从堆体理化指标来看,在好氧发酵过程中,CK、WBC组、RBC组和CBC组的最高温度分别为68.53℃、72.60℃、70.96℃和67.11℃,高温期分别为4 d、8 d、8 d和7 d,WBC组和RBC组的无害化程度更好,发酵效率更高。发酵结束时,CK、CBC组、RBC组和WBC组的自由空域分别增加1.74%、7.93%、10.03%、16.48%,WBC更有利于提高堆体的蓬松度从而更有效地促进氧气在堆体中流通。(4)高通量测序结果显示,CK、WBC组、RBC组和CBC组的Shannon指数分别为2.04、1.94、1.93和2.15,说明WBC和RBC通过提高发酵温度抑制了微生物的活性从而抑制甲烷菌产生CH4,添加CBC则可增加堆体的微生物多样性。(5)斯皮尔曼相关性分析表明,甲烷鬃菌属(Methanoseata)和norank_f__Methylococcaceae分别对CH4产生和氧化作用的贡献最大。冗余分析结果揭示,生物炭的孔径与CH4释放速率呈正相关。温度和铵态氮是对市政污泥好氧发酵过程CH4释放和微生物群落演替影响最大的环境因素,且结果表明微孔结构为主的WBC和RBC更有利于减少CH4释放。
其他文献
新技术、新装备在韧性城市及应急救援领域具有广泛应用前景。在面临复杂和极端的应急救援场景时,有效应用智能无人应急救援装备开展搜救不仅可以降低应急搜救人员的安全风险,还将极大的提升应急救援队伍在实战中的战斗力,有助于应急救援工作的高效完成。本文通过对空中救援装备、陆地救援装备、水上(水下)救援装备、通信救援装备和其它救援装备的分析,总结出当前智能无人应急救援装备存在装备结构设计方法缺少分类分级、整体可
学位
<正>数列作为高中数学的一个重要组成部分,是历届高考试题考查的重点,难点.数列的表示通常有图象法、列举法、通项公式、递推关系.高考数列试题中,数列的表示往往以抽象的形式出现(一般给出其递推关系),为此需要将其直观化,通过递推关系及首项,列举出数列各项的取值,从而猜想其通项公式,或把数列的各项用图形给予表达,进而确立解题的思路.下面通过几道高考数列试题加以说明.
期刊
音乐这一艺术形式对学生的心灵与思想有启迪作用,加强小学阶段音乐教学,对培养小学生的核心素养有十分重要的意义。在小学音乐教学中,教师应结合学生年龄、性格特征,不断优化音乐教学方法,聚焦核心素养,采取多种多样的策略开展教学活动,激发学生的音乐学习兴趣。作者结合实践经验,对当前小学音乐教学中亟须解决的问题进行了简单分析,并从优化课堂导入策略,借助多媒体创新教学方法,借助音乐游戏开展教学活动,组织多种多样
目的 研究肌骨超声联合剪切波弹性成像(SWE)在单侧跟腱完全断裂修复术后临床监测中的应用价值。资料与方法 前瞻性收集2019年9月—2020年8月于河北北方学院附属第一医院行单侧跟腱断裂修复术患者80例,分别于术后4周、8周、12周、24周、48周行双侧跟腱肌骨超声联合SWE检查。测量并比较患侧跟腱缝合端最厚处及健侧同一水平处的厚度、横截面积和杨氏模量值,并记录患侧美国足踝外科协会(AOFAS)踝
<正>教学目标:1.认识“箱”“夸”等12个生字,读准多音字“缝”“夹”,会写“性”“卷”等11个生字。2.分角色朗读课文,能读出裁缝和顾客对话的语气,并通过人物的语言、动作、心理等描写,体会“慢性子”“急性子”的性格特点。3.能借助表格,提取关键信息,按照顺序复述故事,并学习转换人称讲述故事。课时安排:2课时。教学过程:
期刊
新课改下,培养学生数学核心素养,促进学生终身可持续发展逐渐成为教育的主要目的.与此同时,伴随学习文化的转型,教学中更加注重学生对知识的主动建构,数学与生产生活的密切联系以及学生之间的自主探究与合作交流.针对当下高中数学课堂教学设计存在流于形式、整体视角分析注重度不够、设计缺乏弹性、对数学学科的本质体现程度不够等问题,探索更为有效的课堂教学设计尤为必要.本研究首先对教学设计和数学课堂教学设计的发展概
目的 分析非止点性跟腱病患者肌骨超声显像特征。方法 收集2020年11月~2022年4月共60例患者82足跟腱超声结果,将其分为健康对照组(A组,15例30足)和非止点性跟腱病组(B组,45例52足),应用肌骨超声和彩色多普勒血流显像观察并分析比较各组:(1)跟骨后结节上2 cm处跟腱厚度;(2)跟腱止点上2 cm处跟腱横截面积;(3)跟骨上缘上1 cm处Kager脂肪垫前后径;(4)跟骨后滑囊积
政府财政补贴是长期护理保险(Long-term Care Insurance,LTCI)可持续发展的保障,而财政补贴的不确定性是导致试点碎片化、制度难以定型的重要原因。当前,政策试点中的财政补贴方案存在财政"无限责任"、责任分担失衡、补贴责任制度化缺失等局限。本文进而提出优化思路,构建LTCI缴费及财政补贴模型,并基于横向平衡原则,运用上海市数据模拟预测2021-2030年两种方案的均衡费率、财政
行政事业单位大多数依靠财政拨款满足日常运营的资金需求,应该科学应用财政资金,提升公共服务水平,在此过程中必然会涉及内部控制问题。实施内部控制旨在预防违规问题,提升服务成效,合理使用财政资金,保障经济活动的合法性、合规性。本文主要对行政事业单位现存的内部控制问题进行探讨,并分析内部控制视角下的项目建设风险点,提出风险控制对策,为项目安全、高效建设提供参考。