高温下添加铁氧化物对乙酸厌氧产甲烷的影响
发布时间：2022-08-09 20:09
在有机质厌氧降解产甲烷过程中,短链脂肪酸（乙酸、丙酸、丁酸）的降解是关键步骤,而特定条件下铁氧化物对短链脂肪酸降解过程具有强化效应。在厌氧产甲烷过程中铁还原菌与脂肪酸氧化菌之间的相互作用（协同或抑制）比较复杂。因此,有必要从分析肪酸氧化菌、铁还原菌、产甲烷菌之间的交互作用及其效应。本论文分别以啤酒厂污泥以及水稻土为产甲烷接种污泥,乙酸钠为底物在50℃进行厌氧产甲烷实验。利用Illumina高通量测序技术,研究了添加不同铁氧化物条件下高温厌氧环境中关键互营乙酸氧化菌与铁还原菌。利用定量PCR技术描述了脂肪酸氧化菌与铁还原菌间的关系,结合PCA和RDA对环境因子的影响进行了分析,来利用电子流计算比较体系中的主要产甲烷途径的反应速率,进而探讨产甲烷体系中主导微生物之间的互营关系。主要结果如下:（1）污泥厌氧产甲烷体系中,添加针铁矿和赤铁矿促进了甲烷产量且显著提高了体系的最大产甲烷速率（p<0.05）。微生物群落分析表明:添加矿物组的脂肪酸氧化菌相对丰度较对照组都有所增加,主要的脂肪酸氧化菌是Syntrophaceticus。四组中检测到的主要的产甲烷古菌为Methanobacteriu...
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景
1.2 产甲烷机理
1.2.1 短链脂肪酸的厌氧发酵过程
1.2.2 厌氧消化产甲烷影响因素
1.2.3 产甲烷代谢的微生物互营种间电子传递过程
1.2.4 添加铁氧化物对脂肪酸氧化菌和铁还原菌的影响
1.3 研究内容及意义
第二章 实验设计与材料方法
2.1 实验设计
2.2 实验材料
2.2.1 矿物与接种源
2.2.2 实验仪器与测试方法
第三章 铁氧化物-污泥乙酸产甲烷体系微生物互营研究
3.1 引言
3.2 实验设计
3.3 结果与讨论
3.3.1 铁氧化物对污泥厌氧乙酸钠产气产甲烷的影响
3.3.2 铁氧化物对污泥厌氧产甲烷底物降解的影响
3.3.3 添加氢气后污泥体系底物降解及产甲烷变化
3.3.4 微生物群落分析及定量PCR
3.4 本章小结
第四章 铁氧化物-水稻土乙酸产甲烷体系微生物互营研究
4.1 引言
4.2 实验设计
4.3 结果与讨论
4.3.1 铁氧化物对水稻土厌氧乙酸钠产气产甲烷的影响
4.3.2 铁氧化物对水稻土厌氧产甲烷底物降解的影响
4.3.3 添加氢气后水稻土体系底物降解及产甲烷变化
4.3.4 微生物群落分析及定量PCR
4.4 本章小结
第五章 产甲烷体系微生物拟合分析及电子计算
5.1 引言
5.2 微生物拟合分析
5.2.1 污泥微生物PCA及 RDA拟合分析
5.2.2 水稻土微生物拟合分析
5.3 种间氢转移分子流及DIET电子流的定量计算
5.4 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况
【参考文献】：
期刊论文
[1]中温和高温厌氧消化的比较[J]. 张文哲,陈静,刘玉,肖本益. 化工进展. 2018(12)
[2]青岛市污水处理厂污泥处理与处置方式分析[J]. 刘杰,万鹏. 能源研究与利用. 2018(01)
[3]铁氧化物对有机质厌氧产甲烷过程的影响及其机制[J]. 张勋,陈天虎,王进,岳正波. 地球科学. 2018(S1)
[4]污泥超高温（65℃）厌氧消化系统启动方案[J]. 戴晓虎,于春晓,李宁,董滨. 中国环境科学. 2017(07)
[5]土壤铁氧化物对有机质产甲烷过程的影响及其机制[J]. 唐子阳,汤佳,庄莉,马金莲,周顺桂,樊霆. 生态学杂志. 2016(06)
[6]互营氧化产甲烷微生物种间电子传递研究进展[J]. 张杰,陆雅海. 微生物学通报. 2015(05)
[7]水稻土中脂肪酸互营氧化的研究进展[J]. 刘鹏飞,陆雅海. 微生物学通报. 2013(01)
[8]接种物浓度对太湖蓝藻厌氧发酵产沼气过程的影响[J]. 任洪艳,胡萍,阮文权. 上海环境科学. 2011 (04)
[9]全球生物质能资源评价[J]. 闫强,王安建,王高尚,于汶加. 中国农学通报. 2009(18)
[10]痕量金属对农贸市场废弃物厌氧消化的影响[J]. 谢金连,徐龙君,吴江,农丽薇,鲜学福. 重庆大学学报(自然科学版). 2007(05)
博士论文
[1]水稻土中微生物发酵过程对氧化铁还原的贡献[D]. 贾蓉.西北农林科技大学 2017
硕士论文
[1]磁铁矿介导丙酸互营氧化产甲烷过程的微生物机制[D]. 李坚.中国科学院大学(中国科学院广州地球化学研究所) 2018
[2]针铁矿赤铁矿强化短链脂肪酸厌氧产甲烷研究[D]. 徐诚.合肥工业大学 2017
[3]磁铁矿促进有机质厌氧降解过程及微生物机制初探[D]. 马金莲.中国科学院研究生院(广州地球化学研究所) 2016
[4]针铁矿强化蓝藻厌氧发酵产甲烷研究[D]. 马丁.合肥工业大学 2016
[5]污泥热水解结合高温厌氧消化技术小试试验及其产甲烷菌群落结构多样性研究[D]. 张雪.青岛理工大学 2015
[6]导电矿物材料对乙酸钠厌氧产甲烷的影响[D]. 冯雪梅.合肥工业大学 2015
[7]铁氧化物对有机物厌氧降解产CH4的影响[D]. 张天娇.湖南农业大学 2014
[8]针铁矿和赤铁矿对乙酸钠厌氧产CH4的影响[D]. 姚敦璠.合肥工业大学 2013
本文编号：3673206
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景
1.2 产甲烷机理
1.2.1 短链脂肪酸的厌氧发酵过程
1.2.2 厌氧消化产甲烷影响因素
1.2.3 产甲烷代谢的微生物互营种间电子传递过程
1.2.4 添加铁氧化物对脂肪酸氧化菌和铁还原菌的影响
1.3 研究内容及意义
第二章 实验设计与材料方法
2.1 实验设计
2.2 实验材料
2.2.1 矿物与接种源
2.2.2 实验仪器与测试方法
第三章 铁氧化物-污泥乙酸产甲烷体系微生物互营研究
3.1 引言
3.2 实验设计
3.3 结果与讨论
3.3.1 铁氧化物对污泥厌氧乙酸钠产气产甲烷的影响
3.3.2 铁氧化物对污泥厌氧产甲烷底物降解的影响
3.3.3 添加氢气后污泥体系底物降解及产甲烷变化
3.3.4 微生物群落分析及定量PCR
3.4 本章小结
第四章 铁氧化物-水稻土乙酸产甲烷体系微生物互营研究
4.1 引言
4.2 实验设计
4.3 结果与讨论
4.3.1 铁氧化物对水稻土厌氧乙酸钠产气产甲烷的影响
4.3.2 铁氧化物对水稻土厌氧产甲烷底物降解的影响
4.3.3 添加氢气后水稻土体系底物降解及产甲烷变化
4.3.4 微生物群落分析及定量PCR
4.4 本章小结
第五章 产甲烷体系微生物拟合分析及电子计算
5.1 引言
5.2 微生物拟合分析
5.2.1 污泥微生物PCA及 RDA拟合分析
5.2.2 水稻土微生物拟合分析
5.3 种间氢转移分子流及DIET电子流的定量计算
5.4 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况
【参考文献】：
期刊论文
[1]中温和高温厌氧消化的比较[J]. 张文哲,陈静,刘玉,肖本益. 化工进展. 2018(12)
[2]青岛市污水处理厂污泥处理与处置方式分析[J]. 刘杰,万鹏. 能源研究与利用. 2018(01)
[3]铁氧化物对有机质厌氧产甲烷过程的影响及其机制[J]. 张勋,陈天虎,王进,岳正波. 地球科学. 2018(S1)
[4]污泥超高温（65℃）厌氧消化系统启动方案[J]. 戴晓虎,于春晓,李宁,董滨. 中国环境科学. 2017(07)
[5]土壤铁氧化物对有机质产甲烷过程的影响及其机制[J]. 唐子阳,汤佳,庄莉,马金莲,周顺桂,樊霆. 生态学杂志. 2016(06)
[6]互营氧化产甲烷微生物种间电子传递研究进展[J]. 张杰,陆雅海. 微生物学通报. 2015(05)
[7]水稻土中脂肪酸互营氧化的研究进展[J]. 刘鹏飞,陆雅海. 微生物学通报. 2013(01)
[8]接种物浓度对太湖蓝藻厌氧发酵产沼气过程的影响[J]. 任洪艳,胡萍,阮文权. 上海环境科学. 2011 (04)
[9]全球生物质能资源评价[J]. 闫强,王安建,王高尚,于汶加. 中国农学通报. 2009(18)
[10]痕量金属对农贸市场废弃物厌氧消化的影响[J]. 谢金连,徐龙君,吴江,农丽薇,鲜学福. 重庆大学学报(自然科学版). 2007(05)
博士论文
[1]水稻土中微生物发酵过程对氧化铁还原的贡献[D]. 贾蓉.西北农林科技大学 2017
硕士论文
[1]磁铁矿介导丙酸互营氧化产甲烷过程的微生物机制[D]. 李坚.中国科学院大学(中国科学院广州地球化学研究所) 2018
[2]针铁矿赤铁矿强化短链脂肪酸厌氧产甲烷研究[D]. 徐诚.合肥工业大学 2017
[3]磁铁矿促进有机质厌氧降解过程及微生物机制初探[D]. 马金莲.中国科学院研究生院(广州地球化学研究所) 2016
[4]针铁矿强化蓝藻厌氧发酵产甲烷研究[D]. 马丁.合肥工业大学 2016
[5]污泥热水解结合高温厌氧消化技术小试试验及其产甲烷菌群落结构多样性研究[D]. 张雪.青岛理工大学 2015
[6]导电矿物材料对乙酸钠厌氧产甲烷的影响[D]. 冯雪梅.合肥工业大学 2015
[7]铁氧化物对有机物厌氧降解产CH4的影响[D]. 张天娇.湖南农业大学 2014
[8]针铁矿和赤铁矿对乙酸钠厌氧产CH4的影响[D]. 姚敦璠.合肥工业大学 2013
本文编号：3673206
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