本文關(guān)鍵詞：厭氧產(chǎn)氫菌群分析以及高溫MFC和濃差電池產(chǎn)電的初步研究

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【摘要】：高溫厭氧發(fā)酵是一項(xiàng)重要的環(huán)境生物技術(shù),能夠利用多種有機(jī)底物生產(chǎn)氫氣、乙酸、丁酸等化學(xué)品。目前研究主要集中于反應(yīng)器運(yùn)行條件如:反應(yīng)器構(gòu)型、pH值、氫氣分壓(PH2)、底物負(fù)荷等因素的影響,而反應(yīng)器中菌群變化的研究較少。因此,論文主要以高溫(55°C)恒化器中豐富的微生物群落組成為研究對(duì)象,通過(guò)變性梯度凝膠電泳(PCR-DGGE)、Illumina Miseq高通量測(cè)序分析、16s rRNA克隆文庫(kù)測(cè)序等研究在不同操作條件下菌群的動(dòng)態(tài)組成和變化。結(jié)果表明:高溫厭氧桿菌屬和芽孢桿菌在細(xì)菌中占主導(dǎo)地位,而在產(chǎn)氫反應(yīng)器中消耗氫氣的同型乙酸菌和古生菌則被淘汰。另一方面,代謝產(chǎn)物的變化與占主導(dǎo)地位的功能細(xì)菌的變化有關(guān)。PH2和pH值從4.0增加到5.5對(duì)微生物組成沒(méi)有顯著影響。而芽孢桿菌和高溫厭氧桿菌屬Propionispora hippei在pH值為中性或高葡萄糖濃度時(shí)在細(xì)菌群落里占主導(dǎo)地位。同時(shí)本論文還在微生物燃料電池(MFC)和濃差電池兩個(gè)方向開(kāi)展了研究工作。在微生物燃料電池方面:以污水廠厭氧段污泥作為接種源,通過(guò)在中溫(35°C)和高溫(55°C)下進(jìn)行培養(yǎng),以乙酸鈉為底物啟動(dòng)MFC系統(tǒng)富集產(chǎn)電。結(jié)果表明:在溫度為35°C左右時(shí)電池的產(chǎn)電效率較高,最高電壓可以達(dá)到600 mV,影響產(chǎn)電的限制因素主要為傳質(zhì)限制。而在溫度為55°C左右時(shí),產(chǎn)電電壓只能達(dá)到130 mV。因?yàn)楦邷貢r(shí)影響因素較多,電池的內(nèi)阻也較大。在濃差電池的實(shí)驗(yàn)研究中,我們通過(guò)改變不同的分隔材料考察其對(duì)濃差電池產(chǎn)電性能的影響,在確定最優(yōu)的分隔材料后,通過(guò)比較在濃差電池低濃度區(qū)加入離子交換樹脂和不加離子交換樹脂兩種情況下的內(nèi)阻大小,提高產(chǎn)電性能。結(jié)果表明:陰膜陽(yáng)膜交替放置的產(chǎn)電電壓明顯比放單一膜的電池電壓要高,當(dāng)分隔材料為三張陰膜、兩張陽(yáng)膜時(shí)電池電壓最大。并且加入離子交換樹脂可以較明顯的降低濃差電池的內(nèi)電阻,提高濃差電池產(chǎn)電性能。
【學(xué)位授予單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TQ116.2

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本文編號(hào)：1165534