环境污染物-水葫芦制备清洁新能源

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1、环境污染物-水葫芦制备清洁新能源环境科学与工程蔡璇贺燕指导教师刘燕摘要：本文主要对厌氧污泥发酵产甲烷进行实验研究，实验分为两个阶段，第一阶段进行污泥活化，第二阶段进行水葫芦产甲烷发酵。污泥活化阶段，达到稳定时，周期产气量在1000mL左右，日平均产气量为300mL/d，出水COD稳定在700mg/L。发酵产甲烷阶段，整个发酵过程产气10765mL，平均产甲烷百分含量为58.06%，产甲烷量为6250mL，计算得单位质量干重水葫芦产气量为210.62mL/g，单位质量新鲜水葫芦的产气量为6.50mL/g。关

2、键词：水葫芦发酵甲烷Abstract:Productionofbiogasfromwaterhyacinthbyanaerobicdigestionisstudiedinthispaper.Theresearchdivideintotwoparts,thefirstpartistheactivationofthesludge,thesecondpartistoproductthebiogasfromwaterhyacinth.Inthefirstpart,whenitreachesstabilizatio

3、n,thecyclegasproductionisabout1000mL,theaveragegasproductionperdayis300mL/d,theCODisaround700mg/L.Inthesecondpart,thetotalgasproductionis10765mL,theaveragepercentofmethane-producingis58.06%,thebiogasproductionis6250mL,whiletheproductionofdrywaterhyacinthp

4、ergramis210.62mL/g,andtheproductionoffreshwaterhyacinthpergramis6.5mL/g.Keywords:waterhyacinthanaerobicdigestionbiogas引言自然界纤维素类物质资源十分丰富，年产量大，据联合国环境规划署（UNEP）报道，世界上种植的各类谷物每年可提供秸秆17亿吨。近年来，经济高速发展引起水体广泛呈富营养化状态，导致水葫芦、蓝藻等纤维素类污染物的大面积爆发性生长，仅上海黄浦江外滩水域2007年9月25日到10月

5、25日一个月间，打捞水葫芦7.8万吨。这些纤维素类物质只有一少部分被用于饲料以及农村家用燃料，绝大部分被焚烧或废弃，这导致了纤维素类资源的巨大浪费和严重的环境污染。因此，如何利用纤维素类对于社会资源以及环境保护都有着极为重要的意义。1研究背景:1.1国内外有关植物制备新能源的发展现状与趋势20世纪50年代以后，由于石油危机的爆发，对世界经济造成巨大影响，国际舆论开始关注起世界“能源危机”问题。与此同时，使用石油等矿物能源所带来的环境污染也威胁着人类的生活。至此，国内外学者开始研究制备新清洁能源。植物制甲烷

6、是利用厌氧菌将植物转化生成甲烷的过程。分为两个阶段：酸性消化阶段:不溶性的有机物在细菌释放出的外酶的作用下,水解生成水解性的有机物。纤维素水解为单糖.接着,水解产物渗入细胞,在内酶的作用下，转化为丁酸、丙酸、乙酸等挥发性有机酸类和醇、氨、硫化物、二氧化碳、氢等无机物和能量。碱性消化阶段：酸性消化阶段后期，随着pH回升，甲烷细菌经一段时间适应，开始分解有机酸，使pH上升，产甲烷。当pH达到7.0-8.5时，产气量达到最大值。国内外在利用植物制备甲烷方面的研究较早，如今技术方面都较为成熟。如今利用秸秆作为原料

7、制备甲烷是国内外研究中得热点领域。如在单相反应器中，对于菠萝叶[1]、辣椒[2]、马蹄莲秸秆[3]、离茵叶[4]、蓝藻[5]等产沼气潜力的研究，对有机生活垃圾厌氧发酵反映的影响因素的研究[6]（反应温度、总固体含量、pH值、碳氮比、碳磷比以及接种物量等），不同预处理方法对厌氧反应的影响[7]；在两相反应器中，厌氧消化工艺的影响因素研究[8]（pH值、重金属离子浓度、硫酸盐、难降解有机物、过氧化氢等）。1.2国内外有关水葫芦的研究现状与趋势水葫芦原产于南美洲。1884年,美国新奥尔良市举行国际棉花博览会,由

8、于其美丽的外观，被客商引入本国。100多年后,这种植物遍布于全球热带、亚热带、暖温带地区,成为暖地水域中最常见的植物。1901年作为花卉引入我国,20世纪50年代～60年代以来作为猪饲料在长江流域及其以南普遍推广。[9]由于其繁殖能力旺盛，严重破坏水体生态环境并且阻碍航道。上个世纪末,国内外就开始了水葫芦综合利用的开发研究。20世纪70年代以来一些水葫芦的半工业和工业制成品被生产和开发，如化肥和饲料等。[10]与此同时,许多国