發(fā)布時(shí)間：2020-08-14 16:42

【摘要】：在大中型沼氣工程的啟動(dòng)階段,加入適量且優(yōu)質(zhì)的厭氧活性微生物作為接種物可以增加厭氧消化的降解速率,縮短啟動(dòng)時(shí)間,提高沼氣產(chǎn)量,實(shí)現(xiàn)工程的高效、穩(wěn)定運(yùn)行,因此研究工程啟動(dòng)階段的接種物類型及過程中厭氧微生物的特性具有重要意義。本實(shí)驗(yàn)對(duì)豬糞沼液與實(shí)驗(yàn)室玉米秸沼液作接種物時(shí)在不同接種量條件下對(duì)玉米秸厭氧消化性能的影響,以及厭氧體系中微生物群落結(jié)構(gòu)與演替情況進(jìn)行研究,實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與結(jié)果如下:1.研究了接種物對(duì)玉米秸批式厭氧消化性能的影響,設(shè)置六組接種量梯度。發(fā)現(xiàn)在相同的接種量條件下,豬糞沼液較玉米秸沼液的產(chǎn)氣高峰提前,最高累積產(chǎn)氣量較玉米秸沼液提高了 17.4%。豬糞沼液作接種物時(shí)的物質(zhì)去除率效果也較玉米秸沼液有明顯提升。而接種量在一定范圍內(nèi)的增加,可以提前產(chǎn)氣高峰,提高原料的日產(chǎn)氣量與厭氧消化效率。2.研究了接種物對(duì)玉米秸序批式厭氧消化啟動(dòng)性能的影響,比較了兩類接種物分別在三組不同接種量梯度下的序批厭氧消化啟動(dòng)性能。結(jié)果表明:對(duì)同一接種物,接種量的增長能夠提高啟動(dòng)階段的產(chǎn)氣量和產(chǎn)甲烷量,但對(duì)甲烷含量影響不顯著,在第一個(gè)HRT時(shí)接種量對(duì)產(chǎn)氣性能與物質(zhì)轉(zhuǎn)化率無明顯影響。相較于玉米秸沼液,豬糞沼液作接種物可以更快地達(dá)到產(chǎn)氣、產(chǎn)甲烷高峰,對(duì)酸化階段持續(xù)時(shí)間更短,啟動(dòng)前期積累的VFAs的轉(zhuǎn)化更為迅速,并在啟動(dòng)階段有更高的TS、VS和纖維素去除率。3.采用PCR-DGGE技術(shù)分析接種物在序批式厭氧消化啟動(dòng)期間微生物群落結(jié)構(gòu)演替規(guī)律,發(fā)現(xiàn)馴化前后優(yōu)勢微生物種類差異性不大,但豐度差異性較大。系統(tǒng)中的厚壁菌門(Firmicutes)、梭菌屬(Clostridiales)兩個(gè)類型的細(xì)菌在厭氧消化系統(tǒng)中一直占主導(dǎo)地位,但也出現(xiàn)了擬桿菌門(Bacteroidetes)、疣微菌門(Verrucomicrobia)等更加適應(yīng)厭氧消化體系的細(xì)菌。4.在微生物水平的研究中,使用高通量測序方法對(duì)比了啟動(dòng)初期與末期體系中的厭氧微生物群落結(jié)構(gòu)特性。結(jié)果表明,兩類接種物在厭氧消化過程中細(xì)菌與古菌的菌群分布與豐度均存在明顯的差異。細(xì)菌與古菌群落的豐富度、多樣性和均勻度在豬糞沼液組中均增高,而在玉米秸沼液組中降低。而在菌群分布上,擬桿菌門(Bacteroidetes)、厚壁菌門(Firmicutes)一直是體系內(nèi)細(xì)菌的優(yōu)勢菌群,甲烷八疊球菌(Methanosarcina)和甲烷桿菌屬(Methanobacterium)則是所有體系中的優(yōu)勢產(chǎn)甲烷古菌。
【學(xué)位授予單位】：北京化工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：X712;S216.4
【圖文】：

系保持適宜的ｐＨ環(huán)境條件；（６）不產(chǎn)甲烷細(xì)菌為產(chǎn)甲烷細(xì)菌協(xié)助境”的環(huán)境條件，也因此而導(dǎo)致了產(chǎn)甲烷菌的緩慢進(jìn)化。逡逑烷菌在厭氧條件下，能夠通過甲烷的生物合成以形成維持細(xì)胞生存所甲烷菌中存在原核與真核細(xì)胞所共有的代謝途徑：糖酵解途徑（ＥＭＰ（ＴＣＡ）、氨基酸和核苷酸代謝，但部分代謝所需的酶在產(chǎn)甲烷菌中甲烷菌屬于自養(yǎng)型生物，具有許多無機(jī)物進(jìn)入細(xì)胞所需的通道蛋白，用環(huán)境中的化學(xué)能。產(chǎn)甲烷菌還具有將乳酸、六碳三羧酸、六碳二羧細(xì)胞體內(nèi)的轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白。此外，產(chǎn)甲烷菌可以吸收環(huán)境中的Ｓ０４２？，通過最終形成Ｈ２Ｓ。產(chǎn)甲烷菌所具有的獨(dú)特代謝過程即為甲烷的生物合成用，這類古菌僅能通過甲烷生物合成的方式提供生長代謝所需的能量徑的不同，主要分為三種（如圖１－２）邋［２９］：乙酸發(fā)酵、二氧化碳還原。在進(jìn)行甲烷生物合成時(shí)，產(chǎn)甲烷菌能夠經(jīng)由電子呼吸鏈以促進(jìn)跨膜成，而細(xì)胞膜內(nèi)外化學(xué)梯度的產(chǎn)生推動(dòng)了邋ＣＨ４的形成，并驅(qū)動(dòng)細(xì)胞內(nèi)的成邋ＡＴＰ［３３］。逡逑Ｃ０３逡逑

北京化工大學(xué)碩士學(xué)位論文也不相同，而ＤＧＧＥ技術(shù)正是利用這種差異來區(qū)分不同基因１－３，是用一對(duì)特異性引物擴(kuò)增從樣品中提取出的核酸，獲得１６ＳｒＤＮＡ產(chǎn)物，進(jìn)而在混合了梯度變性劑的聚丙烯酞胺凝膠過程中，ＤＮＡ達(dá)到對(duì)應(yīng)的變性甲酞胺濃度時(shí)，結(jié)構(gòu)中的雙鏈ＤＮＡ分子的泳動(dòng)速率改變，得以分離逡逑

技術(shù)路線圖

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 郭軻;王立群;;京津冀地區(qū)資源環(huán)境承載力動(dòng)態(tài)變化及其驅(qū)動(dòng)因子[J];應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào);2015年12期

2 王欣;蘇小紅;郭廣亮;劉偉;徐曉秋;高德玉;;秸稈厭氧消化預(yù)處理技術(shù)研究進(jìn)展[J];黑龍江科學(xué);2015年01期

3 農(nóng)新;;秸稈綜合利用技術(shù)目錄(2014)[J];農(nóng)機(jī)科技推廣;2014年12期

4 席婧茹;劉素琴;李琳;劉俊新;;硫酸鹽還原型甲烷厭氧氧化菌群馴化及其群落特征[J];環(huán)境科學(xué);2014年12期

5 路瑤;魏賢勇;宗志敏;陸永超;趙煒;曹景沛;;木質(zhì)素的結(jié)構(gòu)研究與應(yīng)用[J];化學(xué)進(jìn)展;2013年05期

6 陳甲甲;袁海榮;王奎升;劉研萍;朱保寧;鄒德勛;黨鋒;李秀金;;機(jī)械攪拌轉(zhuǎn)速對(duì)稻草厭氧消化性能的影響[J];可再生能源;2012年02期

7 林鴻雁;葉美鋒;吳飛龍;林代炎;;沼液的綜合利用現(xiàn)狀綜述[J];福建農(nóng)業(yè)科技;2012年01期

8 蔡亞慶;仇煥廣;徐志剛;;中國各區(qū)域秸稈資源可能源化利用的潛力分析[J];自然資源學(xué)報(bào);2011年10期

9 史宏偉;鄒德勛;左劍惡;朱保寧;劉研萍;李秀金;;原料差異對(duì)厭氧消化微生物群落的影響[J];農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào);2011年08期

10 張?jiān)骑w;曲浩麗;李強(qiáng);代莉蓉;鄧宇;尹小波;張培松;;沼氣發(fā)酵過程中產(chǎn)甲烷菌快速計(jì)數(shù)方法的研究[J];中國沼氣;2011年02期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前4條

1 王晉;厭氧發(fā)酵產(chǎn)酸微生物種群生態(tài)及互營關(guān)系研究[D];江南大學(xué);2013年

2 聶艷秋;廢水產(chǎn)氫產(chǎn)酸/同型產(chǎn)乙酸耦合系統(tǒng)厭氧發(fā)酵產(chǎn)酸工藝及條件優(yōu)化[D];江南大學(xué);2007年

3 楊朝暉;基于分子生態(tài)學(xué)技術(shù)的環(huán)境微生物群落結(jié)構(gòu)與功能的研究[D];湖南大學(xué);2007年

4 唐愛民;超聲波作用下纖維素纖維結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的研究[D];華南理工大學(xué);2000年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前9條

1 凌維俊;基于微陣列芯片鑒別缺血性腦卒中長鏈非編碼RNA及mRNA表達(dá)譜[D];廣西醫(yī)科大學(xué);2017年

2 張冰;污泥中產(chǎn)甲烷細(xì)菌多樣性及產(chǎn)甲烷效能的優(yōu)化研究[D];東北林業(yè)大學(xué);2014年

3 蔣亦昕;基于分子生物學(xué)技術(shù)的污泥微生物群落結(jié)構(gòu)分析[D];北京化工大學(xué);2014年

4 楊久滿;以豬糞為接種物的餐廚垃圾中溫厭氧試驗(yàn)研究[D];西南交通大學(xué);2012年

5 劉曉英;餐廚垃圾特性及厭氧消化產(chǎn)沼性能研究[D];北京化工大學(xué);2010年

6 仲匯慧;喹啉廢水反硝化反應(yīng)器中微生物菌群結(jié)構(gòu)與功能的研究[D];上海交通大學(xué);2010年

7 陳佳一;農(nóng)作物秸稈厭氧發(fā)酵的接種物馴化特性研究[D];復(fù)旦大學(xué);2009年

8 肖勇;16S rRNA/rDNA序列分析技術(shù)應(yīng)用于環(huán)境微生物群落的初步研究[D];湖南大學(xué);2007年

9 汪婷;沼氣發(fā)酵過程中產(chǎn)甲烷菌分子多樣性研究及產(chǎn)甲烷菌的分離[D];南京農(nóng)業(yè)大學(xué);2005年

本文編號(hào)：2793283