氨態(tài)氮和有機(jī)負(fù)荷是影響厭氧甲烷發(fā)酵穩(wěn)定運行的重要因素。氨態(tài)氮在家禽糞便、垃圾滲濾液等中大量存在,含氮有機(jī)質(zhì)水解后也會產(chǎn)生氨態(tài)氮,氨氮濃度過高時會抑制厭氧微生物的活性特別是產(chǎn)甲烷菌的生長。厭氧甲烷發(fā)酵是由眾多真細(xì)菌和古菌構(gòu)建的無氧發(fā)酵系統(tǒng)完成的一系列復(fù)雜反應(yīng),保持各生化反應(yīng)階段間的動態(tài)平衡對厭氧發(fā)酵的順利進(jìn)行至關(guān)重要。高負(fù)荷運行的厭氧發(fā)酵系統(tǒng),極易由于液相末端發(fā)酵產(chǎn)物的積累使產(chǎn)甲烷菌群活性降低而導(dǎo)致厭氧系統(tǒng)失穩(wěn)。目前氨態(tài)氮對厭氧發(fā)酵過程抑制的研究多集中在氨氮抑制濃度、基質(zhì)種類和反應(yīng)條件等方面,已有的反映產(chǎn)甲烷菌受抑制的特異性mcrA基因檢測方法較為復(fù)雜。厭氧甲烷發(fā)酵系統(tǒng)內(nèi)微生物群落對有機(jī)負(fù)荷提高的響應(yīng)也缺乏深入的認(rèn)識。針對這些問題,本文采用結(jié)合Gompertz模型的厭氧發(fā)酵甲烷潛力測定方法,重點研究了產(chǎn)甲烷菌功能基因mcrA和特有酶Co-M對氨態(tài)氮抑制濃度的響應(yīng)特性,同時就有機(jī)負(fù)荷提高階段厭氧反應(yīng)器的運行特性和各階段微生物菌群結(jié)構(gòu)演替進(jìn)行了解析。為建立評判產(chǎn)甲烷菌氨態(tài)氮抑制的簡捷測定方法、揭示厭氧甲烷發(fā)酵系統(tǒng)中微生物群落結(jié)構(gòu)對有機(jī)負(fù)荷響應(yīng)的演替規(guī)律奠定基礎(chǔ)。論文主要研究內(nèi)容和結(jié)果如下:1... 

【文章來源】：西安建筑科技大學(xué)陜西省

【文章頁數(shù)】：111 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
abstract
縮略詞
1 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 氨態(tài)氮對厭氧發(fā)酵抑制機(jī)理及影響因素
        1.2.1 氨態(tài)氮來源及抑制機(jī)理
        1.2.2 氨態(tài)氮抑制的影響因素
        1.2.3 產(chǎn)甲烷菌功能基因及特有酶
    1.3 高濃度有機(jī)廢水厭氧發(fā)酵的研究現(xiàn)狀
        1.3.1 厭氧發(fā)酵基礎(chǔ)及反應(yīng)器
        1.3.2 厭氧甲烷發(fā)酵影響因素
        1.3.3 負(fù)荷變化下厭氧發(fā)酵微生物群落研究現(xiàn)狀
        1.3.4 目前高濃度有機(jī)廢水厭氧發(fā)酵存在的一些問題
    1.4 研究的目的、意義和內(nèi)容
        1.4.1 研究的目的和意義
        1.4.2 研究的主要內(nèi)容
2 試驗材料與方法
    2.1 試驗材料
        2.1.1 種泥來源
        2.1.2 試驗用水
    2.2 試驗裝置
        2.2.1 批式試驗裝置
        2.2.2 EGSB反應(yīng)器
    2.3 分析項目及檢測方法
        2.3.1 化學(xué)分析
        2.3.2 污泥粒徑測定
        2.3.3 掃描電鏡觀察
        2.3.4 液相末端發(fā)酵產(chǎn)物
    2.4 生物因子測定
        2.4.1 基因組DNA的提取
        2.4.2 熒光實時定量PCR
        2.4.3 Co-M測定
        2.4.4 Illumina測序
        2.4.5 生物信息學(xué)分析
3 氨態(tài)氮對產(chǎn)甲烷菌抑制特性研究
    3.1 引言
    3.2 實驗設(shè)計和方法
        3.2.1 BMP實驗
        3.2.2 氨態(tài)氮抑制實驗
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 糖化廢水BMP實驗
        3.3.2 氨態(tài)氮對產(chǎn)甲烷菌抑制實驗
    3.4 本章小結(jié)
4 EGSB系統(tǒng)在OLR提升下的運行特性
    4.1 引言
    4.2 實驗設(shè)計和方法
        4.2.1 實驗材料
        4.2.2 實驗設(shè)計
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 OLR對COD去除的影響
        4.3.2 OLR對出水VFA的影響
        4.3.3 VFA/ALK的變化
        4.3.4 VFA/COD比值及反應(yīng)器的產(chǎn)氣性能
        4.3.5 厭氧顆粒污泥的變化
    4.4 本章小結(jié)
5 有機(jī)負(fù)荷提高后厭氧反應(yīng)器中微生物群落的響應(yīng)
    5.1 引言
    5.2 試驗方法與污泥樣品來源
    5.3 結(jié)果與討論
        5.3.1 DNA質(zhì)量控制和測序數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析
        5.3.2 基本數(shù)據(jù)統(tǒng)計
        5.3.3 序列拼接與處理
        5.3.4 群落物種豐度與多樣性分析
        5.3.5 微生物群落的主成分分析
        5.3.6 微生物群落聚類分析
        5.3.7 微生物系統(tǒng)進(jìn)化分析
        5.3.8 OLR提升與微生物群落結(jié)構(gòu)的關(guān)系
        5.3.9 產(chǎn)甲烷優(yōu)勢菌群隨OLR的變化
    5.4 本章小結(jié)
6 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 創(chuàng)新點
    6.3 研究展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀博士期間的學(xué)術(shù)論文


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]沉水植物恢復(fù)對湖泊沉積物產(chǎn)甲烷菌的影響研究[J]. 徐思,張丹,王艷云,周巧紅,王亞芬,劉碧云,賀鋒,吳振斌.  水生生物學(xué)報. 2015(06)
[2]產(chǎn)甲烷生化代謝途徑研究進(jìn)展[J]. 方曉瑜,李家寶,芮俊鵬,李香真.  應(yīng)用與環(huán)境生物學(xué)報. 2015(01)
[3]接種比例和溫度對餐廚廢棄物厭氧發(fā)酵特性的影響[J]. 劉丹,李文哲,高海云,王明,王忠江,殷麗麗.  環(huán)境工程學(xué)報. 2014(03)
[4]原核微生物菌群的空間分異增強(qiáng)秸稈-豬糞混合發(fā)酵效率[J]. 李家寶,芮俊鵬,張時恒,孫曉日,閆志英,劉曉風(fēng),鄭濤,李香真.  化工學(xué)報. 2014(05)
[5]玉米秸稈厭氧降解復(fù)合菌系的微生物群落結(jié)構(gòu)[J]. 喬江濤,郭榮波,袁憲正,師曉爽,許曉暉,范曉蕾,邱艷玲.  環(huán)境科學(xué). 2013(04)
[6]上推流厭氧反應(yīng)器連續(xù)干發(fā)酵豬糞產(chǎn)沼氣試驗研究[J]. 陳闖,鄧良偉,信欣,鄭丹,劉刈,孔垂雪.  環(huán)境科學(xué). 2012(03)
[7]污水處理中游離氨對硝化作用抑制影響研究[J]. 張亮,張樹軍,彭永臻.  哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報. 2012(02)
[8]梯度負(fù)荷下果蔬垃圾厭氧消化性能及微生物群落結(jié)構(gòu)的研究[J]. 史宏偉,鄒德勛,左劍惡,劉研萍,朱保寧,李秀金,毛菁菁.  環(huán)境科學(xué)學(xué)報. 2012(01)
[9]嗜冷產(chǎn)甲烷菌及其在廢水厭氧處理中的應(yīng)用[J]. 左劍惡,邢薇.  應(yīng)用生態(tài)學(xué)報. 2007(09)
[10]不同反應(yīng)溫度的城市生活垃圾厭氧發(fā)酵研究[J]. 吳滿昌,孫可偉,李如燕,孫艷,張海東.  化學(xué)與生物工程. 2005(09)



本文編號：3159922