伴隨著人們對環(huán)保問題的重視,生物質(zhì)能源在整體能源行業(yè)中的地位日益重要。由微生物之間相互作用、通過厭氧消化產(chǎn)生的沼氣,再經(jīng)過提純后得到的生物天然氣就是其中的典型代表。但是傳統(tǒng)的厭氧消化停滯期較長、反應體系不夠穩(wěn)定、底物的降解率低、產(chǎn)甲烷速率緩慢等問題亟待改善。近幾年,研究者們發(fā)現(xiàn)添加碳基材料,能夠在一定程度上促進厭氧消化,提高發(fā)酵底物的產(chǎn)甲烷性能。本文基于厭氧消化產(chǎn)甲烷的研究現(xiàn)狀,設計試驗,探索幾種碳基材料(碳量子點(Carbon dots,簡稱CDs)、乙炔黑、生物炭(水熱炭、熱解炭))對有機物料厭氧消化的影響。根據(jù)各試驗的最終產(chǎn)氣結果、結合所用原料和碳基材料的特性,對產(chǎn)氣促進效果及機理進行分析。得到的主要結論如下:(1)以單一原料(葡萄糖、纖維素和乙醇)作為底物,以CDs作為添加物,進行產(chǎn)甲烷潛力(BMP)試驗研究。結果顯示,與對照組相比(未添加CDs),當葡萄糖為原料時,添加1.0 g/L的氮摻雜碳量子點(N-CDs)可使最終甲烷產(chǎn)量提高6.6%;當纖維素為原料時,添加1.0 g/L的N-CDs可使最終甲烷產(chǎn)量提高15%;當乙醇為原料時,添加5.0 g/L的鋅摻雜碳量子點(Zn-C...

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【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
引言
第1章 文獻綜述
    1.1 厭氧消化的原理
    1.2 厭氧消化的影響因素
    1.3 厭氧消化產(chǎn)甲烷的機理
        1.3.1 種間H2轉移
        1.3.2 種間甲酸轉移
        1.3.3 直接種間電子傳遞
    1.4 外源添加材料對厭氧消化的影響
    1.5 研究意義及技術路線
        1.5.1 研究內(nèi)容及意義
        1.5.2 創(chuàng)新點
        1.5.3 技術路線
第2章 試驗儀器和方法
    2.1 試驗所用儀器和藥品
    2.2 測試方法
        2.2.1 TS和VS
        2.2.2 pH值
        2.2.3 揮發(fā)性脂肪酸(VFA)
        2.2.4 沼氣產(chǎn)量和組分
        2.2.5 氨氮值
        2.2.6 纖維素、半纖維素和木質(zhì)素
        2.2.7 微生物群落分析
    2.3 數(shù)據(jù)分析與處理
第3章 碳基材料對單一原料厭氧消化的影響
    3.1 前期準備
        3.1.1 試驗原料
        3.1.2 碳基材料和接種物
    3.2 以葡萄糖為原料的厭氧消化
        3.2.1 試驗設置
        3.2.2 試驗結果與討論
        3.2.3 小結
    3.3 以纖維素為原料的厭氧消化
        3.3.1 試驗設置
        3.3.2 試驗結果與討論
        3.3.3 小結
    3.4 以乙醇為原料的厭氧消化
        3.4.1 試驗設置
        3.4.2 試驗結果與討論
        3.4.3 小結
    3.5 本章小結
第4章 碳基材料對復雜原料厭氧消化的影響
    4.1 引言
    4.2 試驗設置
        4.2.1 原料、碳基材料和接種物
        4.2.2 試驗設置
    4.3 試驗結果和討論
        4.3.1 理論甲烷產(chǎn)量的計算
        4.3.2 碳基材料的添加對產(chǎn)甲烷的影響
        4.3.3 厭氧消化后沼液性質(zhì)變化
        4.3.4 微生物群落的分布情況
        4.3.5 動力學模型分析
        4.3.6 微生物群落分析
    4.4 本章小結
第5章 碳基材料對干式厭氧消化的影響
    5.1 引言
    5.2 不噴淋體系下的干式厭氧消化試驗
        5.2.1 原料、碳基材料和接種物
        5.2.2 試驗設計
        5.2.3 試驗結果
        5.2.4 小結
    5.3 噴淋體系下,干式厭氧消化預試驗和碳基材料制備
        5.3.1 原料和接種物
        5.3.2 試驗設計
        5.3.3 試驗結果
        5.3.4 沼渣制備熱解炭
        5.3.5 小結
    5.4 相同噴淋體系下,熱解炭對干式厭氧消化的影響
        5.4.1 原料、熱解炭和接種物
        5.4.2 試驗設計
        5.4.3 試驗結果
        5.4.4 小結
    5.5 本章小結
第6章 結論與展望
    6.1 結論
    6.2 展望
參考文獻
附錄 A 碩士研究生期間學術成果
致謝



本文編號：3855906