針對北方寒冷地區(qū)冬季沼氣工程運行效率低、能耗大等問題，本研究一方面從微生物生理與生態(tài)調控方面進行探究，尋找能夠在25℃³5℃范圍內，能夠促進厭氧微生物產甲烷效能的促進劑；另一方面在利用潔凈能源實現(xiàn)能源利用的高效化，減少冬季對非可再生能源的消耗。此外，探尋沼氣發(fā)酵產生的沼液資源化利用新途徑，減少固體廢棄物的排放量，增加更大的附加價值，實現(xiàn)農業(yè)生產的生態(tài)建設。 通過向沼氣發(fā)酵系統(tǒng)中投加微生物絮凝劑干粉、電氣石和無機營養(yǎng)鹽等分別考察其對產甲烷過程的影響。研究表明，微生物絮凝劑干粉有助于改變厭氧發(fā)酵菌群的結構；電氣石夠有效調節(jié)系統(tǒng)pH值，有利于產甲烷菌的生長，月平均產甲烷量分別增加了6.5%、5.4%和11.4%，在微生物菌群中TM6和RsaHF231的含量也遠遠高于空白樣品；微量鈷元素對厭氧發(fā)酵產氣有一定的促進作用，在系統(tǒng)中投加二氯化鈷濃度在6μmol/L時效果最好，高效產氣階段平均每天比空白樣品多產氣4.3mL，但是若濃度增加到10μmol/L時，產氣率明顯下降；鉬酸鈉的投加對產酸相微生物有明顯的抑制作用，系統(tǒng)中加入25mmol/L和50mmol/L鉬酸鈉后產氣率分別...

【文章頁數(shù)】：76 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題背景
    1.2 低溫產甲烷的生態(tài)因子的研究現(xiàn)狀
    1.3 沼液資源化利用的研究現(xiàn)狀
    1.4 低溫產甲烷輔助工藝的研究現(xiàn)狀
    1.5 高通量測序技術應用
    1.6 課題研究目的及主要內容
        1.6.1 課題來源
        1.6.2 課題研究的目的
        1.6.3 課題研究的主要內容
        1.6.4 技術路線圖
第2章 實驗材料及方法
    2.1 反應裝置設計及運行
    2.2 實驗儀器與設備使用
    2.3 氣質聯(lián)機檢測方法
    2.4 高通量測序細菌群落分析
        2.4.1 DNA 提取 PCR 擴增和測序
        2.4.2 序列分析
    2.5 絮凝率及產量測定
        2.5.1 底物及菌種選擇
        2.5.2 菌種的保藏、活化及培養(yǎng)
        2.5.3 絮凝率及絮凝劑產量測量方法
        2.5.4 總還原糖的測定方法
    2.6 FLUENT 模擬軟件與相關理論
        2.6.1 Fluent 軟件性能與特點
        2.6.2 太陽能電池分類及原理
        2.6.3 土壤的傳熱機理
第3章 低溫產甲烷生態(tài)調控關鍵因子研究
    3.1 生物絮凝劑干粉對于提高產氣量的影響
        3.1.1 生物絮凝劑干粉投加系統(tǒng)產氣量變化
        3.1.2 生物絮凝劑干粉投加系統(tǒng)代謝
        3.1.3 生物絮凝劑干粉投加系統(tǒng)群落多樣性分析
    3.2 電氣石對提高甲烷產量的影響(小瓶試驗)—中溫產氣
        3.2.1 電氣石投加系統(tǒng)產氣量變化
        3.2.2 電氣石投加系統(tǒng)代謝
        3.2.3 電氣石投加系統(tǒng)群落多樣性分析
    3.3 鈷鹽對提高產氣的作用
        3.3.1 鈷鹽投加系統(tǒng)產氣量變化
        3.3.2 鈷鹽投加系統(tǒng)代謝
        3.3.3 鈷鹽投加系統(tǒng)群落多樣性分析
    3.4 鉬酸鹽調控產氣中酸化現(xiàn)象的影響
        3.4.1 鉬酸鹽投加系統(tǒng)產氣量變化
        3.4.2 鉬酸鹽投加系統(tǒng)代謝
        3.4.3 鉬酸鹽投加系統(tǒng)群落多樣性分析
    3.5 本章小結
第4章 利用沼液為基質的產絮效能研究
    4.1 沼液的物質組成成分分析
    4.2 不同離心程度下沼液替代傳統(tǒng)培養(yǎng)基的產絮效能研究
        4.2.1 不同離心程度沼液的絮凝率對比
        4.2.2 不同離心轉數(shù)下的沼液絮凝劑產量
        4.2.3 不同離心轉數(shù)下的沼液總還原糖變化
        4.2.4 不同離心程度沼液最優(yōu)配比復合培養(yǎng)基產絮菌生長曲線變化
    4.3 本章小結
第5章 低溫輔助沼氣發(fā)酵工藝初步模擬研究
    5.1 沼氣池加熱系統(tǒng)熱功率物理模型建立和保溫層設計
        5.1.1 沼氣池池體尺寸的優(yōu)化設計
        5.1.2 沼氣池加熱系統(tǒng)工藝示意圖
        5.1.3 沼氣池池體保溫層的設計
        5.1.4 物理模型
    5.2 沼氣池散熱量的模擬與沼氣池全年熱負荷的計算
        5.2.1 沼氣池及周圍土壤環(huán)境的網格劃分
        5.2.2 計算參數(shù)設置及邊界條件確定
        5.2.3 利用 Fluent 軟件求解沼氣池散熱量的模擬結果分析
        5.2.4 加熱料液所需的熱量
        5.2.5 厭氧生物反應產熱影響
    5.3 低溫輔助系統(tǒng)各主要部分初步計算
        5.3.1 太陽能集熱板加熱系統(tǒng)
        5.3.2 熱泵機組性能系數(shù)的確定
        5.3.3 土壤換熱器
        5.3.4 板式換熱器
    5.4 本章小結
結論
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝



本文編號：3811840