厭氧發(fā)酵是一種以有機(jī)廢物為底物,在一系列厭氧微生物協(xié)同作用下生產(chǎn)生物質(zhì)能源的可持續(xù)、高效益的技術(shù)。它不僅能夠解決有機(jī)廢物堆棄帶來的環(huán)境問題,而且將其轉(zhuǎn)化為甲烷等一系列生物質(zhì)清潔能源。厭氧微生物繁殖速率慢,極易受到溫度、pH等環(huán)境條件的影響,導(dǎo)致產(chǎn)氣不穩(wěn)定。靜態(tài)磁場(Static magnetic field,SMF)是一種由永磁體產(chǎn)生的恒定磁場,其對(duì)部分菌群繁殖具有一定促進(jìn)效果。本文以SMF強(qiáng)化厭氧發(fā)酵系統(tǒng)為研究對(duì)象,進(jìn)行溫度、磁場強(qiáng)度等反應(yīng)條件的優(yōu)化;以SMF環(huán)境下的產(chǎn)氣量為指標(biāo),結(jié)合基因測序技術(shù),重點(diǎn)開展了最佳SMF強(qiáng)度下產(chǎn)氣驗(yàn)證實(shí)驗(yàn);根據(jù)灰色理論,建立了最佳產(chǎn)氣預(yù)測模型,實(shí)現(xiàn)了 SMF強(qiáng)化厭氧發(fā)酵系統(tǒng)高效、連續(xù)、穩(wěn)定的運(yùn)行。首先,以厭氧發(fā)酵四階段理論為基礎(chǔ),從代謝角度開展厭氧發(fā)酵產(chǎn)甲烷理論研究。通過總結(jié)發(fā)酵過程中影響微生物生長環(huán)境的一些關(guān)鍵參數(shù)如溫度、pH、化學(xué)需氧量(COD)、揮發(fā)性脂肪酸(VFAs)、氧化還原電位(ORP)等,進(jìn)一步分析了這些關(guān)鍵參數(shù)與產(chǎn)氣量的變化規(guī)律。在此基礎(chǔ)上進(jìn)行SMF強(qiáng)化厭氧發(fā)酵理論研究,闡述了磁場影響厭氧發(fā)酵過程的機(jī)理。其次,對(duì)厭氧發(fā)酵實(shí)驗(yàn)條件進(jìn)行了優(yōu)...

【文章頁數(shù)】：61 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題研究背景及研究意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 厭氧發(fā)酵國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.2 磁場應(yīng)用國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.3 產(chǎn)氣量預(yù)測國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.4 國內(nèi)外文獻(xiàn)綜述簡析
    1.3 本課題主要研究內(nèi)容
第2章 SMF強(qiáng)化厭氧發(fā)酵理論研究
    2.1 厭氧發(fā)酵代謝過程
        2.1.1 水解階段
        2.1.2 酸化階段
        2.1.3 產(chǎn)乙酸階段
        2.1.4 產(chǎn)甲烷階段
    2.2 關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)
        2.2.1 溫度
        2.2.2 酸堿度pH
        2.2.3 化學(xué)需氧量(COD)
        2.2.4 揮發(fā)性脂肪酸(VFAs)
        2.2.5 氧化還原電位(ORP)
    2.3 磁強(qiáng)化厭氧發(fā)酵作用機(jī)理研究
    2.4 本章小結(jié)
第3章 SMF強(qiáng)化厭氧發(fā)酵實(shí)驗(yàn)條件優(yōu)化
    3.1 反應(yīng)溫度對(duì)厭氧發(fā)酵性能的影響
    3.2 厭氧發(fā)酵SMF強(qiáng)度優(yōu)化
        3.2.1 菌種的富集培養(yǎng)
        3.2.2 吸光度與菌群濃度關(guān)系的確定
        3.2.3 產(chǎn)甲烷菌群與SMF強(qiáng)度的關(guān)系研究
    3.3 本章小結(jié)
第4章 SMF強(qiáng)化厭氧發(fā)酵產(chǎn)氣驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)
    4.1 實(shí)驗(yàn)條件
    4.2 實(shí)驗(yàn)方法
    4.3 高通量16S rRNA基因測序和分析
    4.4 數(shù)據(jù)分析方法
    4.5 結(jié)果與討論
        4.5.1 SMF對(duì)產(chǎn)氣量的影響
        4.5.2 SMF對(duì)產(chǎn)氣成分的影響
        4.5.3 SMF對(duì)COD和VFAs的影響
        4.5.4 發(fā)酵過程中的微生物群落變化
    4.6 本章小結(jié)
第5章 SMF強(qiáng)化厭氧發(fā)酵產(chǎn)氣量預(yù)測模型
    5.1 多元線性回歸模型預(yù)測產(chǎn)氣量
        5.1.1 多元線性回歸原理
        5.1.2 變量相關(guān)性系數(shù)的選取
        5.1.3 變量相關(guān)性分析
        5.1.4 多元線性回歸方程的建立
    5.2 灰色關(guān)聯(lián)度模型預(yù)測產(chǎn)氣量
        5.2.1 灰色關(guān)聯(lián)度
        5.2.2 灰色關(guān)聯(lián)度模型原理
        5.2.3 建立灰色預(yù)測模型
    5.3 本章小結(jié)
第6章 SMF強(qiáng)化厭氧發(fā)酵系統(tǒng)研制
    6.1 硬件系統(tǒng)
        6.1.1 實(shí)驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)
        6.1.2 數(shù)據(jù)采集模塊
        6.1.3 控制柜
    6.2 軟件系統(tǒng)
        6.2.1 組態(tài)畫面
        6.2.2 參數(shù)設(shè)置
    6.3 性能測試
        6.3.1 實(shí)驗(yàn)方案
        6.3.2 運(yùn)行結(jié)果
    6.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士研究生期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
致謝



本文編號(hào)：3785163