Fe3O4NPs对模拟大豆蛋白废水厌氧产甲烷的影响及动力学分析

研究报告研究报告—■—0mg/L■100mg/L-^200mg/L▼300mg/L―♦—400mg/L24487296120144反应时间/h图6厌氧发酵过程中氨氮浓度的变化Fig.6Variationofammonianitrogenconcentrationduringanaerobicdigestion水厌氧发酵总氮(totalnitrogen，TN)浓度变化如图7所%7可，随着厌氧发酵的，整体照组和各实验组的总氮浓度呈逐渐的，且各实验的总浓度于照%反144h时，各按总氮去除率从大到小依次排列为：23.32%(400mg/L)〉22.19%(300mg/L)〉20.96%(200mg/L)〉18.59%(100mg/L)>17.07%(0mg/L)%相较于SCOD和BOD5物的，氧理总的限，较。因为经充理的厌氧到中时，通常会引起一些问题,例如水体化％，在理大豆蛋白废水过程中可以考多级生物处理(23_25)，以实现COD和氮的全部％模拟大豆蛋白废水初始总氮浓度为470mg/L，此时C/N(以SCOD/TN计)为9.57%反应144h时,质量浓度为300mg/L的实验组C/N为1.34,因为氮含量比碳含量高,缺少反硝化的源，所于中的％480460440420400380360340320300—■—0mg/L—100mg/L-a-200mg/L▼300mg/L―♦—400mg/L蛋白质,使中较高%为产甲的较弱，必须经厌氧微生物的氨化作用将中的转化为氨氮，产甲其自身的代谢和生长，出中的浓度是2程的综合结果％反应一总的主要是蛋白质，占总的53.19%,总氮的11.98%；反应144h氨氮对总氮组成贡献比较大，占总氮的93.84%。此时大豆蛋白废水中氮元素的主要存在形态为氨氮。这与李宁(27］研究一致％2.4厌氧产甲烷动力学分析采用改进的Gompertr模型和Transference模型对Fe3O4NPs不同质量浓度水平下大豆蛋白废水厌氧发酵过程中累积甲烷产量的实测合。拟合线如图8和图9所，得到的拟合参数如表4所％由图8和图9可知，各组的实测累积甲烷产量和拟合曲线整体先迅速保：变的趋势。当反应144h时，质量浓度为300mg/L的实验组累积甲烷产量实测值为531.57mL，要明显高于其他组，此时的甲烷产率是331.40mL/jSCOD，结果仅低于理论甲烷产率350mL/jSCOD，与对照组242.62mL/jSCOD相比提高了36.59%。由此可知，在一定范围内，Fe3O4NPs的添加大豆蛋白的发酵和甲烷产率。TWmK^ffl-TWmK^ffl-更畴图8累积甲烷产量的变化及Transference模型拟合曲线Fig.8VariationofcumulativemethaneproductionandtheOttingcurvesoftheTransferencemodel图7厌氧发酵过程中总氮浓度的变化Fig.7Variationoftotalnitrogenconcentrationduringanaerobicdigestion有研究发现(26］，富含蛋白质的底物几乎对大部分氮含量有贡献,其主要以NH或NH：的形式进入溶液中％结合图4厌氧发酵过程中蛋白质和图6氨氮浓度的变化情况，当Fe3O4NPs质量浓度为300mg/L时，随着废水中蛋白质浓度的减少，氨氮浓度也逐渐增大。这主是因为大豆蛋白中较多的TWmK^ffl-TWmK^ffl-更畴图9累积甲烷产量的变化及Gompertr模型拟合曲线Fig.9VariationofcumulativemethaneproductionandtheOttingcurvesoftheGompertrmodel2019年第45卷第22期(总第394期)