發(fā)布時(shí)間：2023-05-10 00:30

　　黃姜中的薯蕷皂素(Diosgenin)是甾體激素類(lèi)藥物合成的最主要原料。目前世界上三分之二以上的甾體激素類(lèi)藥物是以薯蕷皂素為基礎(chǔ)原料進(jìn)一步修飾而成的。我國(guó)是薯蕷皂素生產(chǎn)大國(guó),薯蕷皂素年產(chǎn)量在4000噸以上,占全球產(chǎn)量的90%。在以黃姜為原料的薯蕷皂素生產(chǎn)過(guò)程中,產(chǎn)生大量高污染、難處理的黃姜制藥廢水,對(duì)傳統(tǒng)的生物處理工藝提出了挑戰(zhàn)。生物電化學(xué)系統(tǒng)(bio-electrochemical system,BES)不僅能像傳統(tǒng)廢水處理工藝一樣去除有機(jī)物,而且能夠形成弱電場(chǎng),在陽(yáng)極厭氧條件下強(qiáng)化分解復(fù)雜化合物,在難降解廢水處理中具有很好的應(yīng)用前景。利用BES處理黃姜制藥廢水面臨的主要問(wèn)題是,該類(lèi)廢水成分復(fù)雜多變、難降解物質(zhì)和硫酸鹽含量高。為此,深入研究和探討這些制約因素對(duì)BES啟動(dòng)和運(yùn)行效率的影響,掌握廢水降解規(guī)律,將為黃姜皂素生產(chǎn)廢水的處理及資源化提供理論基礎(chǔ)和技術(shù)支撐。由于黃姜制藥廢水化學(xué)成分復(fù)雜,可能出現(xiàn)微生物適應(yīng)能力差、電化學(xué)活性菌(electrochemically active bacteria,EAB)富集困難的問(wèn)題。首先研究了接種污泥對(duì)BES啟動(dòng)速度、運(yùn)行效率以及陽(yáng)極微生物群落富...

【文章頁(yè)數(shù)】：143 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 研究背景和意義
        1.1.1 能源需求與CO₂減排
        1.1.2 廢水的再生利用
        1.1.3 生物電化學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展
        1.1.4 黃姜制藥廢水
        1.1.5 研究目的和意義
    1.2 生物電化學(xué)技術(shù)影響因素分析
        1.2.1 電子傳輸過(guò)程與機(jī)制
        1.2.2 BES中的微生物及其代謝
        1.2.3 BES底物的類(lèi)型
        1.2.4 電極材料
        1.2.5 BES設(shè)計(jì)與操作條件的影響
    1.3 生物電化學(xué)系統(tǒng)中微生物群落研究方法
        1.3.1 群落動(dòng)態(tài)學(xué)分析技術(shù)
        1.3.2 群落結(jié)構(gòu)解析技術(shù)
        1.3.3 微生物群落功能分析
    1.4 黃姜制藥廢水及其處理
        1.4.1 黃姜制藥廢水的來(lái)源與特征
        1.4.2 黃姜皂素生產(chǎn)廢水的處理現(xiàn)狀
        1.4.3 BES處理黃姜皂素生產(chǎn)廢水及遇到的問(wèn)題
    1.5 主要研究?jī)?nèi)容與路線
        1.5.1 主要研究?jī)?nèi)容
        1.5.2 主要技術(shù)路線
第2章 材料與方法
    2.1 BES的啟動(dòng)運(yùn)行
        2.1.1 BES的裝配
        2.1.2 接種污泥來(lái)源
        2.1.3 陽(yáng)極溶液組成
        2.1.4 反應(yīng)器啟動(dòng)與運(yùn)行
    2.2 測(cè)試與分析方法
        2.2.1 常規(guī)化學(xué)指標(biāo)的測(cè)定
        2.2.2 電導(dǎo)率
        2.2.3 電壓、功率密度和電流密度
        2.2.4 BES極化曲線及內(nèi)阻
        2.2.5 庫(kù)倫效率及電子分流計(jì)算
        2.2.6 循環(huán)伏安特性曲線
    2.3 BES陽(yáng)極微生物分析
        2.3.1 生物膜觀察
        2.3.2 DNA提取
        2.3.3 細(xì)菌 16S r DNA的PCR擴(kuò)增
        2.3.4 DGGE及圖譜中特異條帶測(cè)序
        2.3.5 高通量測(cè)序分析
        2.3.6 核酸序列提交
第3章 種泥類(lèi)型對(duì)BES啟動(dòng)和產(chǎn)電效率的影響
    3.1 引言
    3.2 不同污泥啟動(dòng)單室BES的產(chǎn)電特性
        3.2.1 不同污泥接種BES的產(chǎn)電效率
        3.2.2 接種不同污泥BES產(chǎn)電效率對(duì)比分析
    3.3 BES陽(yáng)極微生物群落結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)分析
        3.3.1 BES陽(yáng)極表面微生物形態(tài)特征
        3.3.2 微生物群落結(jié)構(gòu)分析
    3.4 微生物群落組成的變化
        3.4.1 微生物群落的多樣性
        3.4.2 微生物群落在門(mén)綱水平的組成與豐度
        3.4.3 微生物群落屬級(jí)水平的組成與豐度
    3.5 本章小結(jié)
第4章 廢水中硫酸鹽對(duì)電子的分流及SRB的作用
    4.1 引言
    4.2 硫酸鹽對(duì)BES產(chǎn)電效率的影響
        4.2.1 BES產(chǎn)電效率的變化
        4.2.2 BES對(duì)COD和SO4
2-的去除效果
        4.2.3 硫酸鹽還原對(duì)BES產(chǎn)電的影響
    4.3 SRB對(duì)BES產(chǎn)電的貢獻(xiàn)
        4.3.1 BES中硫酸鹽還原菌的抑制
        4.3.2 硫酸鹽還原菌對(duì)產(chǎn)電的貢獻(xiàn)
    4.4 本章小結(jié)
第5章 底物變化對(duì)BES產(chǎn)電效率與微生物群落影響
    5.1 引言
    5.2 底物變化對(duì)BES運(yùn)行的影響
        5.2.1 BES以乳酸為底物啟動(dòng)運(yùn)行
        5.2.2 底物改變對(duì)BES的運(yùn)行效率的影響
        5.2.3 底物恢復(fù)為乳酸后BES的響應(yīng)
    5.3 底物變化對(duì)陽(yáng)極微生物群落結(jié)構(gòu)的影響
        5.3.1 以乳酸為底物富集陽(yáng)極微生物
        5.3.2 底物切換對(duì)微生物群落結(jié)構(gòu)的影響
    5.4 微生物群落組成與豐度對(duì)底物變化的響應(yīng)
        5.4.1 以乳酸為底物陽(yáng)極微生物群落組成
        5.4.2 底物切換對(duì)陽(yáng)極微生物群落組成的影響
    5.5 微生物群落的恢復(fù)
    5.6 本章小結(jié)
第6章 BES處理黃姜制藥廢水并同步產(chǎn)電
    6.1 引言
    6.2 BES利用黃姜制藥廢水的產(chǎn)電特征
        6.2.1 BES以黃姜制藥廢水為底物的可行性
        6.2.2 BES處理黃姜制藥廢水的產(chǎn)電性能
    6.3 BES對(duì)廢水中有機(jī)物的降解
        6.3.1 BES對(duì)污染物的去除及庫(kù)侖效率
        6.3.2 BES對(duì)硫酸鹽的去除
        6.3.3 揮發(fā)酸的變化規(guī)律
    6.4 微生物群落特征
        6.4.1 BES陽(yáng)極生物膜形態(tài)特征
        6.4.2 微生物群落的分布特征
        6.4.3 微生物間的協(xié)同作用
    6.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的論文
致謝
個(gè)人簡(jiǎn)歷



本文編號(hào)：3812682

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