【摘要】：沼氣是在厭氧的條件下通過微生物作用產(chǎn)生的可燃性混合氣體,是一種可再生的生物質(zhì)能源,其主要成分是甲烷。產(chǎn)甲烷菌是產(chǎn)沼氣過程中微生物的核心,也是自然界碳素循環(huán)厭氧發(fā)酵的最后一個(gè)組成成員。產(chǎn)甲烷菌群的優(yōu)劣是影響底物轉(zhuǎn)化效率和產(chǎn)甲烷效能的決定因素,獲得高效穩(wěn)定的產(chǎn)甲烷優(yōu)勢(shì)菌群是十分必要并且是十分有意義的。溫度對(duì)于產(chǎn)甲烷過程非常重要,溫度降低會(huì)使產(chǎn)甲烷菌群生長受到抑制,累計(jì)產(chǎn)甲烷量相應(yīng)減少。本研究通過傳代培養(yǎng)的方式在25℃條件下從五種菌源中富集得到產(chǎn)甲烷優(yōu)勢(shì)菌群,并對(duì)影響其產(chǎn)甲烷的主要條件進(jìn)行優(yōu)化,以期獲得更高的產(chǎn)甲烷能力。 這五種菌源通過傳代培養(yǎng),啤酒廠厭氧塔污泥累計(jì)產(chǎn)甲烷量最大,為2.467L/L。結(jié)合DGGE技術(shù)來分析產(chǎn)甲烷菌群富集過程中的群落變化,結(jié)果表明,產(chǎn)甲烷菌群結(jié)構(gòu)35℃比25℃要豐富許多,35℃啤酒廠厭氧塔污泥的菌群結(jié)構(gòu)最為豐富,在25℃條件下5中菌源的優(yōu)勢(shì)菌群為Methanogenium屬。以啤酒廠厭氧塔污泥為研究對(duì)象,分別探討了溫度降低對(duì)其產(chǎn)甲烷效能的影響以及為提高其產(chǎn)甲烷效能的一些改進(jìn)措施。結(jié)果表明,在25℃條件下,累計(jì)產(chǎn)甲烷量相比于35℃降低了25.2%,生物量降低了5.2%,比產(chǎn)甲烷速率由35℃時(shí)的21.46mmol/d g-dcw降為16.93mmol CH4/d g-dcw,甲烷含量由35℃時(shí)的63.5%降為59.4%。 在考察提高產(chǎn)甲烷效能的改進(jìn)措施過程中發(fā)現(xiàn),產(chǎn)甲烷菌群的最佳生長pH為6.8,最佳產(chǎn)甲烷pH為7.0,此時(shí)累計(jì)產(chǎn)甲烷量為2.83L/L,相比于原來的累計(jì)產(chǎn)甲烷量提高了14.6%。10%接種量的累計(jì)產(chǎn)甲烷量最大,為2.79L/L,相比于原來的累計(jì)產(chǎn)甲烷量提高了13.4%。高的或低的接種量由于要消耗大量底物,使得產(chǎn)甲烷量較少。不同底物濃度對(duì)產(chǎn)甲烷菌群的產(chǎn)甲烷過程有不同程度的影響,底物濃度不同使得其底物利用率有所不同,產(chǎn)甲烷量相應(yīng)也有一些差異。30%甲酸鈉濃度的累計(jì)產(chǎn)甲烷量最大,為2.75L/L,相比于原累計(jì)產(chǎn)甲烷量提高了12.2%, 3mol/L乙酸鈉濃度的累計(jì)產(chǎn)甲烷量最大,為2.84L/L,相比于原累計(jì)產(chǎn)甲烷量提高了15.9%, 50%甲醇濃度的累計(jì)產(chǎn)甲烷量最大,為2.44L/L,相比于原累計(jì)產(chǎn)甲烷量沒有明顯提高。適宜濃度的微量元素對(duì)產(chǎn)甲烷菌群有一定的促進(jìn)作用,0.15g/L的氯化鈷、0.03g/L的氯化鎳和0.2g/L的硫酸亞鐵對(duì)產(chǎn)甲烷作用都有一定的促進(jìn)作用,其累計(jì)產(chǎn)甲烷量相比于原來培養(yǎng)條件分別提高了6.91%、3.25%和10.2%。
【圖文】：

圖 3-7 五種污泥樣品在不同溫度下產(chǎn)甲烷菌群 DGGE 圖譜為：35℃沼氣池污泥；35℃啤酒廠厭氧塔污泥；35℃水稻田底泥； 35℃泥；25℃沼氣池污泥；25℃啤酒廠厭氧塔污泥；25℃水稻田底泥； 25℃污泥；25℃堆肥污泥菌群在 25℃條件下的生長與產(chǎn)甲烷的關(guān)系低溫產(chǎn)甲烷菌生長與產(chǎn)甲烷的關(guān)系，我們對(duì)其進(jìn)行了究。設(shè)定溫度為 25℃，pH6.8，底物是 2.5mol/L 乙酸鈉/v)。在 100rpm 條件下培養(yǎng) 15 天進(jìn)行靜態(tài)產(chǎn)甲烷發(fā)酵在 25℃條件下產(chǎn)甲烷菌群的生長與產(chǎn)甲烷的關(guān)系，由的延長其產(chǎn)甲烷量呈現(xiàn)現(xiàn)增加后減小的趨勢(shì)。在新鮮并沒有立即產(chǎn)甲烷，這主要是因?yàn)榫N接到新鮮培養(yǎng)調(diào)整和適應(yīng)，，以合成多種酶，完善體內(nèi)酶系統(tǒng)和細(xì)胞了產(chǎn)甲烷現(xiàn)象，但也是少量的，只有 1.536ml。產(chǎn)甲烷之間，即菌體生長對(duì)數(shù)期的中后期，最大日產(chǎn)甲烷量的延長生物量一直在增加，在培養(yǎng)第 12 天達(dá)到最大，生物量稍有下降，可能是由于底物減少，能源供應(yīng)不
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類號(hào)】：S216.4

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本文編號(hào)：2627362