沼氣作為一種清潔環(huán)保的可再生能源,在能源短缺的今天具有重要意義。研究沼氣厭氧消化反應(yīng)中不同產(chǎn)甲烷途徑的貢獻率,將為研究沼氣池修復(fù)類項目新方法學的開發(fā)、修正和未來在適宜地區(qū)規(guī)模化推廣應(yīng)用提供一定的方法學基礎(chǔ)。此外,也可有效識別甲烷化代謝過程中抑制因素,對特定主導(dǎo)代謝途徑加以優(yōu)化提高有機質(zhì)甲烷化效率。本文以豬糞為原料馴化的底泥與餐廚垃圾厭氧反應(yīng)(A實驗組)以及長期訓化的池塘污泥與餐廚垃圾厭氧反應(yīng)(B實驗組),研究不同接種物對餐廚垃圾產(chǎn)甲烷能力和產(chǎn)甲烷途徑的影響。利用穩(wěn)定性同位素法表征不同接種物對厭氧發(fā)酵中產(chǎn)CH4生成途徑的影響。實驗結(jié)果表明:⑴在厭氧發(fā)酵過程中,不同接種物對餐廚垃圾厭氧發(fā)酵過程產(chǎn)氣量、產(chǎn)CH4量、產(chǎn)酸量均有影響。⑵在單因素實驗中發(fā)現(xiàn),不同濃度的抑制劑BES(2-溴乙烷磺酸鹽)對厭氧發(fā)酵結(jié)果具有較大的影響。同時得出:A實驗組在BES濃度為1mmol/L時,A實驗組中主要的產(chǎn)甲烷路徑為二氧化碳產(chǎn)甲烷路徑。B實驗組中BES濃度為0.5mmol/L時,B實驗組中主要的產(chǎn)甲烷路徑為二氧化碳產(chǎn)甲烷路徑。⑶本研究中以豬糞為原料馴化的底泥與餐廚垃圾厭氧消化(A實驗組)初始期和穩(wěn)定期的二氧化碳途徑的同位素分餾系數(shù)分別為εmc=-73.29‰和εmc=-63.90‰。長期馴化的池塘污泥與餐廚垃圾厭氧消化(B實驗組)中初始期和穩(wěn)定期二氧化碳同位素分餾系數(shù)分別為εmc=-74.83‰和εmc=-65.17‰。該同位素分餾系數(shù)的獲得,可直接用于以后的相似的厭氧環(huán)境中產(chǎn)甲烷途徑研究。⑷以豬糞為原料馴化的底泥與餐廚垃圾厭氧消化反應(yīng)(A實驗組)中初始期二氧化碳途徑產(chǎn)甲烷貢獻率fmc=87.81%,乙酸途徑產(chǎn)甲烷的貢獻率(fma=1-fmc)為12.19%;穩(wěn)定期二氧化碳途徑產(chǎn)甲烷的貢獻率fmc=10.23%,乙酸途徑產(chǎn)甲烷的貢獻率(fma=1-fmc)為89.77%。長期馴化的池塘污泥與餐廚垃圾厭氧消化(B實驗組)中初始期二氧化碳途徑產(chǎn)甲烷貢獻率fmc=89.22%,乙酸途徑產(chǎn)甲烷的貢獻率(fma=1-fmc)為10.78%;穩(wěn)定期二氧化碳途徑產(chǎn)甲烷的貢獻率fmc=24.40%,乙酸途徑產(chǎn)甲烷的貢獻率(fma=1-fmc)為75.60%。
【學位單位】：云南師范大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2017
【中圖分類】：S216.4
【部分圖文】：

甲烷生化代謝途徑CH3-H4SPT2CH3-H4MPTCH3-S-CoMCH4HS-CoBCoM-S-SCoB+HS-CoM

圖 2.1A 實驗組在不同濃度 BES 情況下乙酸含量變化趨勢圖⑵日產(chǎn)氣量分析A 實驗組在不同 BES 濃度下日產(chǎn)氣量隨時間變化趨勢如圖 2.2。首先，從圖們可以看出，無論是對照組未添加 BES 還是添加 BES 實驗組，BES 并不影氣發(fā)酵的啟動時間。從厭氧消化反應(yīng)的第 1 天對照組產(chǎn)氣量較高，第 2 天產(chǎn)氣最高峰 870ml/d，隨后日產(chǎn)氣量急劇下降，并在第 7 天降至低谷，隨后回升，并在第 12 天達到產(chǎn)氣第二個高峰，13 天后產(chǎn)氣逐漸降低；相比較而添加抑制劑 BES 的厭氧發(fā)酵實驗組中，第二天同樣達到一個產(chǎn)氣的高峰分 850ml/d，550ml/d，545ml/d，460ml/d 和 400ml/d，隨后迅速降低，并且在S為0.5mmol/L，1mmol/L，1.5mmol/L，2mmol/L，2.5mmol/L，3mmol/L，4mmol/L下，雖然第 7、8 天日產(chǎn)氣量出現(xiàn)小幅回升，但之后仍呈下降趨勢直至產(chǎn)氣。其次，從實驗結(jié)果我們得出，在添加 BES 實驗組中的日平均產(chǎn)氣量分別00.25mL，237.08mL，204.9mL，140.36mL，118.1mL，89.75mL，84.52mL，8mL 和 63mL，隨著 BES 濃度的增大，日平均產(chǎn)氣量急劇下降。應(yīng)該注意的連續(xù)發(fā)酵至七天后對照組，0.5mmol/LBES 和 1mml/L 的平均日產(chǎn)氣量分別

圖 2.2A 實驗組在不同濃度 BES 的情況下日產(chǎn)氣量曲線圖⑶日產(chǎn)甲烷量分析圖 2.3 為 A 實驗組在不同濃度的 BES 情況下，日產(chǎn)甲烷量變化趨勢圖。反應(yīng)體系中添加 BES 的實驗組的日產(chǎn)甲烷量整體上明顯低于對照組。0.5mmo和 1mmol/LBES 實驗組前 7 天的日產(chǎn)甲烷量與對照組相比（59.60mL），其平日產(chǎn)甲烷量分別為 60.01mL 和 53.89mL。隨著厭氧反應(yīng)進行，0.5mmol/L1mmol/LBES 添加的反應(yīng)器中產(chǎn)甲烷量出現(xiàn)小幅度上升后隨之降低，0.5mmol/L 實驗組累積產(chǎn)甲烷量相較于 1mmol/L 下降略高。對照組日產(chǎn)甲烷量第 12 天達到高峰期 332.73ml，隨著反應(yīng)器中有機質(zhì)的消耗，日產(chǎn)甲烷量逐漸小，平均日產(chǎn)甲烷量為 138.42ml/d。2mmol/L，2.5mmol/L，3mmom/L，4mmo和 5mmol/LBES 實驗組中，隨時間的推移日產(chǎn)甲烷量也隨之降低，直至最后有甲烷的產(chǎn)生，完全被抑制。
【參考文獻】

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本文編號：2852289