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文檔簡介
1、厭氧消化產(chǎn)甲烷技術(shù)在生物資源化利用和可再生能源領(lǐng)域有著巨大的應(yīng)用前景,但也存在著消化速率慢、利用率低,產(chǎn)甲烷效率低的問題。如何高效提高產(chǎn)甲烷速率以及產(chǎn)甲烷效率成為厭氧消化領(lǐng)域研究重點之一。本論文嘗試?yán)米匀唤鐝V泛存在的鐵氧化物(針鐵礦和赤鐵礦)為添加劑,考察其對短鏈脂肪酸的產(chǎn)甲烷過程的強(qiáng)化作用。通過構(gòu)建短鏈脂肪酸為底物的序批式厭氧消化體系,分別研究微生物接種量、食微比和鐵氧化物添加量對厭氧消化及微生物群落結(jié)構(gòu)影響;構(gòu)建長期培養(yǎng)體系,研究
2、針鐵礦、赤鐵礦體系對短鏈脂肪酸厭氧消化效果的長期效應(yīng)。
(1)序批式實驗研究發(fā)現(xiàn),針鐵礦和赤鐵礦的添加能夠促進(jìn)乙酸、丁酸產(chǎn)甲烷,提高產(chǎn)甲烷效率以及產(chǎn)甲烷速率,在實驗范圍內(nèi),添加量越大促進(jìn)效果越明顯;對以丙酸為底物的反應(yīng)體系促進(jìn)效果較弱。60 mM底物濃度2000 mg/L鐵氧化物添加量條件底物降解與甲烷生成的效果最優(yōu),三種底物的產(chǎn)甲烷效率分別提升了7.07%、26.28%和5.79%,最大產(chǎn)甲烷速率分別提升了44.95%、19
3、.99%和68.49%。乙酸組在低底物濃度下Methanothrix為優(yōu)勢菌種,高底物濃度下的優(yōu)勢菌種Methanosarcina能夠快速利用底物;丙酸組中Methanothrix的是優(yōu)勢菌種,是典型的乙酸營養(yǎng)性產(chǎn)甲烷菌;丁酸底物實驗組中Methanospirillum、Methanothrix和Methanosarcina是主要的產(chǎn)甲烷古菌,既能利用乙酸進(jìn)行產(chǎn)甲烷也能利用H2/CO2進(jìn)行產(chǎn)甲烷。
(2)長期培養(yǎng)實驗研究發(fā)現(xiàn),
4、三個產(chǎn)甲烷周期中,針鐵礦、赤鐵礦的添加有利于甲烷的產(chǎn)生,第二個周期促進(jìn)效果最為顯著,第三個周期針鐵礦和赤鐵礦的促進(jìn)效果逐漸變?nèi)?,產(chǎn)甲烷過程中起主要作用的微生物對產(chǎn)甲烷過程的影響強(qiáng)于針鐵礦和赤鐵礦的影響,最大產(chǎn)甲烷速率分別提升57.17%、31.75%和37.19%,產(chǎn)甲烷效率分別提升6.51%、11.55%和9.72%。針鐵礦、赤鐵礦的添加能夠促進(jìn)短鏈脂肪酸厭氧消化產(chǎn)甲烷的過程,但是隨著反應(yīng)的進(jìn)行,由外加針鐵礦、赤鐵礦引起的促進(jìn)效果變?nèi)?/p>
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