干式厭氧發(fā)酵技術是總固體含率（Total solid, TS）為20-40%條件下的厭氧發(fā)酵技術,與濕式厭氧發(fā)酵相比,該方法具有節(jié)水、沼液產(chǎn)生量小、增溫保溫難度小、成本低等優(yōu)點,成為處理生物質(zhì)固體廢物的重要技術之一。目前有關干式厭氧發(fā)酵技術的研究主要為物料預處理、影響因素分析、產(chǎn)氣特性研究和工藝條件優(yōu)化等,尚未對發(fā)酵體系內(nèi)物質(zhì)的轉(zhuǎn)化機理和微生物演替規(guī)律開展系統(tǒng)研究。本研究在前期工作基礎上,以玉米秸稈干式厭氧發(fā)酵系統(tǒng)為研究對象,通過對基質(zhì)顆粒微觀結(jié)構(gòu)檢測,纖維素、半纖維素和木質(zhì)素（以下簡稱“三素”）不同特征官能團或連接鍵降解異同性分析,底物TS濃度與有機酸作用關系研究,以及微生物群落結(jié)構(gòu)特征變化分析,系統(tǒng)闡述秸稈干式厭氧發(fā)酵過程中有機物轉(zhuǎn)化機理及微生物演替規(guī)律,主要內(nèi)容和結(jié)果如下：（1）玉米秸稈干式厭氧發(fā)酵實驗以玉米秸稈為研究對象,開展了TS濃度為20%、25%、30%、35%和40%的干式厭氧發(fā)酵實驗,結(jié)果表明,玉米秸稈在TS濃度為20-35%條件下,各干式厭氧發(fā)酵系統(tǒng)均能成功啟動和穩(wěn)定運行,同時TS濃度為30%的發(fā)酵系統(tǒng)產(chǎn)氣量最大、減量化效果最好,TS和揮發(fā)性有機物（Volatile... 

【文章來源】：武漢大學湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【學位級別】：博士

【文章目錄】：
本論文創(chuàng)新點
摘要
ABSTRACT
引言
1 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 厭氧發(fā)酵原料及預處理工藝研究
        1.2.2 有機酸產(chǎn)生及微生物學研究
        1.2.3 干式厭氧發(fā)酵技術研究
        1.2.4 研究現(xiàn)狀總結(jié)
    1.3 研究內(nèi)容
        1.3.1 主要研究內(nèi)容
        1.3.2 研究方法和技術路線
    1.4 研究的目的和意義
2 秸稈預處理及干式厭氧發(fā)酵研究
    2.1 實驗材料與方法
        2.1.1 實驗原料及特征
        2.1.2 預處理方法
        2.1.3 干式厭氧發(fā)酵實驗
        2.1.4 實驗裝置圖
        2.1.5 分析方法
    2.2 結(jié)果與討論
        2.2.1 原料特性分析
        2.2.2 pH值穩(wěn)定性分析
        2.2.3 TS與VS去除效果分析
        2.2.4 產(chǎn)甲烷分析
        2.2.5 體積和質(zhì)量去除效果分析
    2.3 本章小結(jié)
3 基質(zhì)顆粒微觀結(jié)構(gòu)分析
    3.1 實驗材料與方法
        3.1.1 實驗材料
        3.1.2 電鏡掃描（ESEM）方法及耗材
        3.1.3 X射線衍射（XRD）實驗
        3.1.4 傅立葉變換紅外光（FTIR）實驗
    3.2 結(jié)果與討論
        3.2.1 基質(zhì)顆粒表面形態(tài)的變化規(guī)律
        3.2.2 基于XRD基質(zhì)顆粒內(nèi)部結(jié)晶度分析
        3.2.3 基于FTIR的分子表面官能團轉(zhuǎn)化規(guī)律分析
    3.3 本章小結(jié)
4 顆粒內(nèi)三素特征官能團轉(zhuǎn)化機理
    4.1 實驗材料與方法
        4.1.1 實驗儀器
        4.1.2 實驗方法
        4.1.3 分析方法
    4.2 結(jié)果與討論
        4.2.1 纖維素轉(zhuǎn)化機理及其與底物TS濃度的作用關系
        4.2.2 半纖維素轉(zhuǎn)化機理及其與底物TS濃度的作用關系
        4.2.3 木質(zhì)素轉(zhuǎn)化機理及其與底物TS濃度的作用關系
    4.3 本章小結(jié)
5 干式厭氧發(fā)酵系統(tǒng)內(nèi)有機酸產(chǎn)生特點研究
    5.1 實驗材料與方法
    5.2 分析方法
    5.3 結(jié)果與討論
        5.3.1 VFAs產(chǎn)生規(guī)律研究
        5.3.2 乙酸產(chǎn)生機理研究
        5.3.3 丙酸產(chǎn)生機理研究
        5.3.4 丁酸產(chǎn)生機理研究
        5.3.5 戊酸產(chǎn)生機理研究
        5.3.6 酸產(chǎn)生機理研究
    5.4 本章小結(jié)
6 微生物動態(tài)演替規(guī)律研究
    6.1 實驗材料與方法
        6.1.1 樣品預處理
        6.1.2 樣品總DNA的提取
        6.1.3 樣品DNA的擴增
        6.1.4 變性梯度凝膠（PCR-DGGE）實驗
        6.1.5 分析方法
    6.2 結(jié)果與討論
        6.2.1 細菌演替規(guī)律研究
        6.2.2 放線菌演替規(guī)律研究
        6.2.3 真菌群落演替規(guī)律研究
    6.3 本章小結(jié)
7 結(jié)論與展望
    7.1 結(jié)論
    7.2 展望
參考文獻
攻博期間發(fā)表的科研成果目錄
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]城市生物質(zhì)廢物中溫單級厭氧消化中試研究[J]. 劉曉,王偉,沈人杰.  環(huán)境工程學報. 2013(08)
[2]發(fā)酵底物和發(fā)酵工藝對沼液中揮發(fā)性有機酸的影響[J]. 施建偉,雷國明,李玉英,王弋,趙光騫,馬曉,馮果,尚淵明.  河南農(nóng)業(yè)科學. 2013(03)
[3]微生物好氧分解生物質(zhì)能量回收利用研究[J]. 余延順,韓成付,楊建魯.  建筑科學. 2012(S2)
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碩士論文
[1]稻稈厭氧發(fā)酵產(chǎn)揮發(fā)性脂肪酸的研究[D]. 陳娟.南京林業(yè)大學 2012
[2]果蔬廢棄物厭氧處理產(chǎn)能實驗研究[D]. 董永亮.哈爾濱工程大學 2008
[3]城鎮(zhèn)有機垃圾厭氧發(fā)酵中有機酸及氨氮抑制效應研究[D]. 周曉臣.重慶大學 2006



本文編號：2979354