湖泊滩涂及市政典型废弃物发酵联产氢气和甲烷研究

⑧论文作者签名：立l鲨型!!：指导教师签名：—垂垒jL论文评阅人1：评阅人2：评阅人3：评阅人4：评阅人5：答辩委员会主席：(周俊虚3塾援3逝堑太堂)委员1：(王蟹丝3教援3浙江太堂)委员2：(黄鱼主∑麴援3浙江太堂)委员3：(盛尘塞∑教援∑逝江丕堂)委员4：(韭光堂∑副熬撞3虫国让量堂院)浙江大学研究生学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得逝姿盘堂或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文储躲；7砂孙签字日期．ⅥJy年弓月”学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解逝’江盘堂有权保留并向国家有关部门或机构送交本论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权迸姿盘鲎可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索和传播，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后适用本授权书)学位论文储魏刍P执＼签字日期：加f忤弓月『}日导师签名：程罩f签字日期：汤心年弓月『『日浙江大学硕士学位论文致谢致谢两年半的硕士生涯一晃而过，回首刚刚走进求是园时那个懵懂而又踌躇满志的自己，一切清晰如昨日。感谢生命中这段在浙大生活、学习的日子，我收获了满满的知识，收获了珍贵的友情，收获了能让我人生路上越走越顺的宝贵财富。感谢尊敬的岑可法院士，学识渊博，高瞻远瞩，总能在聆听他的指导后豁然开朗；感谢我的导师程军教授，作为我硕士学习的引路人，他尽职尽责，孜孜不倦，从实验方案，实验过程，到论文撰写，专业知识教授，我学业中的每一步，都有他手把手的帮助。在这些过程中，我不仅仅获得了专业素养的提高，更学到了严谨、认真的科研态度和乐观、坚韧的生活态度。我何其荣幸能做如此优秀的老师的学生!我还要衷心感谢周俊虎教授、刘建忠教授、黄镇宇教授、周志军副教授、邱坤赞副教授、杨卫娟老师、王智化老师和张彦威老师对我的鼓励和帮助。衷心感谢实验室的每一位兄弟姐妹。宋文路师兄，夏界师兄，林日琛同学给了我实验中的极大帮助，王鑫师兄，黄云师姐，冯佳师姐，于涛师兄，庄良师兄，吴改师兄，孙晶师姐，刘茂玲师姐在我遇到困难时总能伸出援手。感谢黄睿，张梦，李涛，周凡平时对我的关心与帮助，感谢杨宗波、李艳南、许娇，丁灵侃等师弟师妹们的陪伴，让实验室的生活更加丰富多彩。感谢工热1103班的每一位同学，大家共同走过的日子，让人难忘。最后感谢我的父母，我的男友，谢谢你们给我的爱与支持!我会带着感恩的心，走好接下来人生路的每一步。刘亚琼浙江大学硕士学位论文摘要摘要为了缓解化石能源目益短缺和环境污染严重的问题矛盾，发展可再生能源是实现可持续发展的必然要求。利用生物质废弃物制备清洁可再生的生物燃气是目前国内外的研究热点之一。本文重点研究了太湖蓝藻、滩涂大米草、以及市政典型废弃物发酵联产氢气和甲烷特性，对于推动节能减排和循环经济具有重要意义。为了治理太湖蓝藻造成的环境污染并对生物质进行能源化利用，本文剖析了水解预处理过程中细胞形态结构的动态变化，对暗发酵产氢菌进行酸驯化提高产氢能力，通过暗发酵和光发酵耦合产氢、以及联产甲烷提高了能量转化效率。SEM和TEM表明：微波稀酸内外均匀加热使太湖蓝藻破碎成相对均匀的单细胞碎片(<5um)，而蒸汽稀酸自外向内加热使蓝藻破碎成团聚细胞碎片(10um左右)，从而使微波稀酸对蓝藻细胞的水解处理比蒸汽稀酸更加完全。暗发酵产氢菌利用乙酸和丁酸进行驯化提高了产氢能力，使微波稀酸预处理后的暗光耦合产氢量达到最大值283．41ml／g—TVS。经过蒸汽稀酸预处理的蓝藻生物质通过暗光耦合发酵产氢(256．74ml／g—TVS)以及联产甲烷(253．53m1／g—TVS)，使蓝藻生物质的能量转化效率达到47．04％。研究了滩涂大米草的不同水解预处理效果，发现蒸汽稀酸预处理后加入纤维素酶明显促进了大米草的水解糖化。大米草生物质的暗发酵产氢量达到135．9mL／g，联产甲烷量达到276．06mL／g，通过联产氢气和甲烷使能量转化效率显著提高到76．73％。研究了市政典型废弃物(餐厨垃圾，污水污泥，药厂废渣，食品厂污泥等)发酵联产氢气和甲烷特性，得到餐厨垃圾能够联产氢气73．64mL／g—TVS和甲烷139．24mL／g—TVS，水务污泥能够联产氢气63．95mL／g—TVS和甲烷96．9mL／g—TVS。因为废弃物发酵产氢明显促进了大分子水解，故利用废弃物产氢尾液联产甲烷的速度大大快于废弃物直接单产甲烷，联产甲烷的速率峰值时间比单产甲烷的速率峰值时间减少50％以上，并且联产氢气和甲烷的能量转化效率比单产甲烷的能源浙江大学硕士学位