高溫下添加鐵氧化物對乙酸厭氧產(chǎn)甲烷的影響
發(fā)布時間:2022-08-09 20:09
在有機質(zhì)厭氧降解產(chǎn)甲烷過程中,短鏈脂肪酸(乙酸、丙酸、丁酸)的降解是關(guān)鍵步驟,而特定條件下鐵氧化物對短鏈脂肪酸降解過程具有強化效應。在厭氧產(chǎn)甲烷過程中鐵還原菌與脂肪酸氧化菌之間的相互作用(協(xié)同或抑制)比較復雜。因此,有必要從分析肪酸氧化菌、鐵還原菌、產(chǎn)甲烷菌之間的交互作用及其效應。本論文分別以啤酒廠污泥以及水稻土為產(chǎn)甲烷接種污泥,乙酸鈉為底物在50℃進行厭氧產(chǎn)甲烷實驗。利用Illumina高通量測序技術(shù),研究了添加不同鐵氧化物條件下高溫厭氧環(huán)境中關(guān)鍵互營乙酸氧化菌與鐵還原菌。利用定量PCR技術(shù)描述了脂肪酸氧化菌與鐵還原菌間的關(guān)系,結(jié)合PCA和RDA對環(huán)境因子的影響進行了分析,來利用電子流計算比較體系中的主要產(chǎn)甲烷途徑的反應速率,進而探討產(chǎn)甲烷體系中主導微生物之間的互營關(guān)系。主要結(jié)果如下:(1)污泥厭氧產(chǎn)甲烷體系中,添加針鐵礦和赤鐵礦促進了甲烷產(chǎn)量且顯著提高了體系的最大產(chǎn)甲烷速率(p<0.05)。微生物群落分析表明:添加礦物組的脂肪酸氧化菌相對豐度較對照組都有所增加,主要的脂肪酸氧化菌是Syntrophaceticus。四組中檢測到的主要的產(chǎn)甲烷古菌為Methanobacteriu...
【文章頁數(shù)】:74 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
致謝
摘要
abstract
第一章 緒論
1.1 研究背景
1.2 產(chǎn)甲烷機理
1.2.1 短鏈脂肪酸的厭氧發(fā)酵過程
1.2.2 厭氧消化產(chǎn)甲烷影響因素
1.2.3 產(chǎn)甲烷代謝的微生物互營種間電子傳遞過程
1.2.4 添加鐵氧化物對脂肪酸氧化菌和鐵還原菌的影響
1.3 研究內(nèi)容及意義
第二章 實驗設(shè)計與材料方法
2.1 實驗設(shè)計
2.2 實驗材料
2.2.1 礦物與接種源
2.2.2 實驗儀器與測試方法
第三章 鐵氧化物-污泥乙酸產(chǎn)甲烷體系微生物互營研究
3.1 引言
3.2 實驗設(shè)計
3.3 結(jié)果與討論
3.3.1 鐵氧化物對污泥厭氧乙酸鈉產(chǎn)氣產(chǎn)甲烷的影響
3.3.2 鐵氧化物對污泥厭氧產(chǎn)甲烷底物降解的影響
3.3.3 添加氫氣后污泥體系底物降解及產(chǎn)甲烷變化
3.3.4 微生物群落分析及定量PCR
3.4 本章小結(jié)
第四章 鐵氧化物-水稻土乙酸產(chǎn)甲烷體系微生物互營研究
4.1 引言
4.2 實驗設(shè)計
4.3 結(jié)果與討論
4.3.1 鐵氧化物對水稻土厭氧乙酸鈉產(chǎn)氣產(chǎn)甲烷的影響
4.3.2 鐵氧化物對水稻土厭氧產(chǎn)甲烷底物降解的影響
4.3.3 添加氫氣后水稻土體系底物降解及產(chǎn)甲烷變化
4.3.4 微生物群落分析及定量PCR
4.4 本章小結(jié)
第五章 產(chǎn)甲烷體系微生物擬合分析及電子計算
5.1 引言
5.2 微生物擬合分析
5.2.1 污泥微生物PCA及 RDA擬合分析
5.2.2 水稻土微生物擬合分析
5.3 種間氫轉(zhuǎn)移分子流及DIET電子流的定量計算
5.4 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
6.1 結(jié)論
6.2 展望
參考文獻
攻讀碩士學位期間的學術(shù)活動及成果情況
【參考文獻】:
期刊論文
[1]中溫和高溫厭氧消化的比較[J]. 張文哲,陳靜,劉玉,肖本益. 化工進展. 2018(12)
[2]青島市污水處理廠污泥處理與處置方式分析[J]. 劉杰,萬鵬. 能源研究與利用. 2018(01)
[3]鐵氧化物對有機質(zhì)厭氧產(chǎn)甲烷過程的影響及其機制[J]. 張勛,陳天虎,王進,岳正波. 地球科學. 2018(S1)
[4]污泥超高溫(65℃)厭氧消化系統(tǒng)啟動方案[J]. 戴曉虎,于春曉,李寧,董濱. 中國環(huán)境科學. 2017(07)
[5]土壤鐵氧化物對有機質(zhì)產(chǎn)甲烷過程的影響及其機制[J]. 唐子陽,湯佳,莊莉,馬金蓮,周順桂,樊霆. 生態(tài)學雜志. 2016(06)
[6]互營氧化產(chǎn)甲烷微生物種間電子傳遞研究進展[J]. 張杰,陸雅海. 微生物學通報. 2015(05)
[7]水稻土中脂肪酸互營氧化的研究進展[J]. 劉鵬飛,陸雅海. 微生物學通報. 2013(01)
[8]接種物濃度對太湖藍藻厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼氣過程的影響[J]. 任洪艷,胡萍,阮文權(quán). 上海環(huán)境科學. 2011 (04)
[9]全球生物質(zhì)能資源評價[J]. 閆強,王安建,王高尚,于汶加. 中國農(nóng)學通報. 2009(18)
[10]痕量金屬對農(nóng)貿(mào)市場廢棄物厭氧消化的影響[J]. 謝金連,徐龍君,吳江,農(nóng)麗薇,鮮學福. 重慶大學學報(自然科學版). 2007(05)
博士論文
[1]水稻土中微生物發(fā)酵過程對氧化鐵還原的貢獻[D]. 賈蓉.西北農(nóng)林科技大學 2017
碩士論文
[1]磁鐵礦介導丙酸互營氧化產(chǎn)甲烷過程的微生物機制[D]. 李堅.中國科學院大學(中國科學院廣州地球化學研究所) 2018
[2]針鐵礦赤鐵礦強化短鏈脂肪酸厭氧產(chǎn)甲烷研究[D]. 徐誠.合肥工業(yè)大學 2017
[3]磁鐵礦促進有機質(zhì)厭氧降解過程及微生物機制初探[D]. 馬金蓮.中國科學院研究生院(廣州地球化學研究所) 2016
[4]針鐵礦強化藍藻厭氧發(fā)酵產(chǎn)甲烷研究[D]. 馬丁.合肥工業(yè)大學 2016
[5]污泥熱水解結(jié)合高溫厭氧消化技術(shù)小試試驗及其產(chǎn)甲烷菌群落結(jié)構(gòu)多樣性研究[D]. 張雪.青島理工大學 2015
[6]導電礦物材料對乙酸鈉厭氧產(chǎn)甲烷的影響[D]. 馮雪梅.合肥工業(yè)大學 2015
[7]鐵氧化物對有機物厭氧降解產(chǎn)CH4的影響[D]. 張?zhí)鞁?湖南農(nóng)業(yè)大學 2014
[8]針鐵礦和赤鐵礦對乙酸鈉厭氧產(chǎn)CH4的影響[D]. 姚敦璠.合肥工業(yè)大學 2013
本文編號:3673206
【文章頁數(shù)】:74 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
致謝
摘要
abstract
第一章 緒論
1.1 研究背景
1.2 產(chǎn)甲烷機理
1.2.1 短鏈脂肪酸的厭氧發(fā)酵過程
1.2.2 厭氧消化產(chǎn)甲烷影響因素
1.2.3 產(chǎn)甲烷代謝的微生物互營種間電子傳遞過程
1.2.4 添加鐵氧化物對脂肪酸氧化菌和鐵還原菌的影響
1.3 研究內(nèi)容及意義
第二章 實驗設(shè)計與材料方法
2.1 實驗設(shè)計
2.2 實驗材料
2.2.1 礦物與接種源
2.2.2 實驗儀器與測試方法
第三章 鐵氧化物-污泥乙酸產(chǎn)甲烷體系微生物互營研究
3.1 引言
3.2 實驗設(shè)計
3.3 結(jié)果與討論
3.3.1 鐵氧化物對污泥厭氧乙酸鈉產(chǎn)氣產(chǎn)甲烷的影響
3.3.2 鐵氧化物對污泥厭氧產(chǎn)甲烷底物降解的影響
3.3.3 添加氫氣后污泥體系底物降解及產(chǎn)甲烷變化
3.3.4 微生物群落分析及定量PCR
3.4 本章小結(jié)
第四章 鐵氧化物-水稻土乙酸產(chǎn)甲烷體系微生物互營研究
4.1 引言
4.2 實驗設(shè)計
4.3 結(jié)果與討論
4.3.1 鐵氧化物對水稻土厭氧乙酸鈉產(chǎn)氣產(chǎn)甲烷的影響
4.3.2 鐵氧化物對水稻土厭氧產(chǎn)甲烷底物降解的影響
4.3.3 添加氫氣后水稻土體系底物降解及產(chǎn)甲烷變化
4.3.4 微生物群落分析及定量PCR
4.4 本章小結(jié)
第五章 產(chǎn)甲烷體系微生物擬合分析及電子計算
5.1 引言
5.2 微生物擬合分析
5.2.1 污泥微生物PCA及 RDA擬合分析
5.2.2 水稻土微生物擬合分析
5.3 種間氫轉(zhuǎn)移分子流及DIET電子流的定量計算
5.4 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
6.1 結(jié)論
6.2 展望
參考文獻
攻讀碩士學位期間的學術(shù)活動及成果情況
【參考文獻】:
期刊論文
[1]中溫和高溫厭氧消化的比較[J]. 張文哲,陳靜,劉玉,肖本益. 化工進展. 2018(12)
[2]青島市污水處理廠污泥處理與處置方式分析[J]. 劉杰,萬鵬. 能源研究與利用. 2018(01)
[3]鐵氧化物對有機質(zhì)厭氧產(chǎn)甲烷過程的影響及其機制[J]. 張勛,陳天虎,王進,岳正波. 地球科學. 2018(S1)
[4]污泥超高溫(65℃)厭氧消化系統(tǒng)啟動方案[J]. 戴曉虎,于春曉,李寧,董濱. 中國環(huán)境科學. 2017(07)
[5]土壤鐵氧化物對有機質(zhì)產(chǎn)甲烷過程的影響及其機制[J]. 唐子陽,湯佳,莊莉,馬金蓮,周順桂,樊霆. 生態(tài)學雜志. 2016(06)
[6]互營氧化產(chǎn)甲烷微生物種間電子傳遞研究進展[J]. 張杰,陸雅海. 微生物學通報. 2015(05)
[7]水稻土中脂肪酸互營氧化的研究進展[J]. 劉鵬飛,陸雅海. 微生物學通報. 2013(01)
[8]接種物濃度對太湖藍藻厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼氣過程的影響[J]. 任洪艷,胡萍,阮文權(quán). 上海環(huán)境科學. 2011 (04)
[9]全球生物質(zhì)能資源評價[J]. 閆強,王安建,王高尚,于汶加. 中國農(nóng)學通報. 2009(18)
[10]痕量金屬對農(nóng)貿(mào)市場廢棄物厭氧消化的影響[J]. 謝金連,徐龍君,吳江,農(nóng)麗薇,鮮學福. 重慶大學學報(自然科學版). 2007(05)
博士論文
[1]水稻土中微生物發(fā)酵過程對氧化鐵還原的貢獻[D]. 賈蓉.西北農(nóng)林科技大學 2017
碩士論文
[1]磁鐵礦介導丙酸互營氧化產(chǎn)甲烷過程的微生物機制[D]. 李堅.中國科學院大學(中國科學院廣州地球化學研究所) 2018
[2]針鐵礦赤鐵礦強化短鏈脂肪酸厭氧產(chǎn)甲烷研究[D]. 徐誠.合肥工業(yè)大學 2017
[3]磁鐵礦促進有機質(zhì)厭氧降解過程及微生物機制初探[D]. 馬金蓮.中國科學院研究生院(廣州地球化學研究所) 2016
[4]針鐵礦強化藍藻厭氧發(fā)酵產(chǎn)甲烷研究[D]. 馬丁.合肥工業(yè)大學 2016
[5]污泥熱水解結(jié)合高溫厭氧消化技術(shù)小試試驗及其產(chǎn)甲烷菌群落結(jié)構(gòu)多樣性研究[D]. 張雪.青島理工大學 2015
[6]導電礦物材料對乙酸鈉厭氧產(chǎn)甲烷的影響[D]. 馮雪梅.合肥工業(yè)大學 2015
[7]鐵氧化物對有機物厭氧降解產(chǎn)CH4的影響[D]. 張?zhí)鞁?湖南農(nóng)業(yè)大學 2014
[8]針鐵礦和赤鐵礦對乙酸鈉厭氧產(chǎn)CH4的影響[D]. 姚敦璠.合肥工業(yè)大學 2013
本文編號:3673206
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