污泥厭氧消化過程中會產(chǎn)生許多中間產(chǎn)物,主要是短鏈有機酸類。其中,乙酸是主要的中間產(chǎn)物之一,也是有機化工行業(yè)的重要生產(chǎn)原料。通過厭氧消化,將污泥的有機成分盡可能多地轉(zhuǎn)化成乙酸,再通過耦合系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為高附加值生物化學(xué)品,不僅可使污泥獲得穩(wěn)定化、無害化處理,而且也可使其中的有機成分得到更好的利用,這是實現(xiàn)資源化再利用的一條新途徑。近年來,混合培養(yǎng)生物技術(shù)已經(jīng)成為一個非常有前景的發(fā)展方向。與傳統(tǒng)純培養(yǎng)方法通過篩選高效微生物或基因改造的思路不同,混合培養(yǎng)生物技術(shù)運用的是生態(tài)學(xué)的觀點,通過選擇壓力對微生物菌群進行調(diào)控。在產(chǎn)酸反應(yīng)器中,為了取得最佳的產(chǎn)酸效果,產(chǎn)甲烷抑制劑就是一種常用的選擇壓力。它可以在不影響產(chǎn)酸微生物的同時,使短鏈有機酸等中間代謝產(chǎn)物不被產(chǎn)甲烷菌消耗。本論文以市政污泥為模式底物,利用環(huán)境微生物分子生態(tài)學(xué)技術(shù),在種群和群落水平上研究了產(chǎn)甲烷抑制狀態(tài)下污泥厭氧消化過程中碳流方向、確定了菌群結(jié)構(gòu)與乙酸累積之間的關(guān)系、闡明了各菌群對乙酸累積的貢獻、回答了乙酸的累積是如何通過菌群競爭機制來控制等問題,為污泥厭氧消化制備乙酸奠定了理論基礎(chǔ)。主要的研究結(jié)果如下:1.建立了同型乙酸菌免培養(yǎng)的快速定量... 

【文章來源】：江南大學(xué)江蘇省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：106 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

葡萄糖混合酸發(fā)酵的生化代謝網(wǎng)絡(luò)Fig.1-1Bioreactionnetworkproposedforthemixedculturefermentationofglucose產(chǎn)酸階段的生物群落組成中，盡管有細(xì)菌、原生動物和真菌的存在，但是起決定作用的還是細(xì)菌

Fig. 1-2 A phylogenetic tree containing representative syntrophic bacterial species隨著厭氧分離培養(yǎng)技術(shù)的逐步改進，越來越多的SAB得到分離。迄今為止，已有12個屬、19個種(亞種)被系統(tǒng)地描述，成為一個獨立的系統(tǒng)發(fā)育分支（圖1-2）。16S rRNA序列分析表明，己知的專性互營菌位于系統(tǒng)發(fā)育樹上的兩個分支。其中一支屬于革蘭氏陰性的δ-變形菌綱，包括Syntrophus、Syntrophobacter、Desulfoglaeba、Desulfovibrio和Pelobacter等屬，與硫酸鹽還原菌關(guān)系密切。另外一支為低G+C革蘭氏陽性菌分支，以Pelotomaculum, Syntrophobotulus. Syntrophomonadaceae ， Syntrophomonas 和Syntrophothermus屬為代表,與Clostridium有一定的親緣關(guān)系，但區(qū)別于其他的Clostridia。近幾年，分子生物學(xué)引入進一步推動了產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌的生理生態(tài)學(xué)特性研究，詳見§1.2.3。1.2.2.2 同型乙酸菌同型乙酸菌(Homoacetogen, HOMA)是一類能夠通過厭氧乙酰CoA途徑將2分子的CO2還原為乙酸的厭氧微生物

2O （1-2）如圖1-3所示，厭氧乙酰CoA途徑由兩條還原支路組成(甲基支路和羰基支路)。當(dāng)同型乙酸菌以CO2/H2為底物時，以氫氣為能源，利用該代謝途徑同化CO2作為碳源。當(dāng)以葡萄糖為底物時，1分子的葡萄糖通過EMP途徑生成2分子乙酸。葡萄糖的C3和C4轉(zhuǎn)化為CO2釋放到細(xì)胞外，第3分子的乙酸再由外源CO2通過乙酰CoA途徑合成。亦即無論在自養(yǎng)還是異養(yǎng)生長方式下，外源的CO2對同型乙酸菌的生長都是必不可少的[75]。1994年，Drake等[76]給出了HOMA的三個判據(jù)：(1)能將CO2還原為乙酰輔酶A; (2)在乙酰CoA途徑末端接受電子,并與能量的貯存相耦聯(lián); (3)固定CO2作為細(xì)胞的碳源。根據(jù)該定義，乙酰CoA的合成途徑是定義同型乙酸菌的關(guān)鍵所在

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
[1]城市污泥厭氧發(fā)酵產(chǎn)酸條件優(yōu)化及其機理研究[D]. 劉曉玲.江南大學(xué) 2008
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[3]生態(tài)因子對硫酸鹽還原系統(tǒng)中微生物群落動態(tài)影響的表征[D]. 趙陽國.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2006



本文編號：3022546