糖类物质厌氧消化产甲烷研究

发布时间：2021-04-19 10:43

　　作为自然界中最丰富的有机物,糖类物质广泛存在于各种废弃物之中。本课题主要研究了不同糖的厌氧消化特性、木质纤维素中主要成分（纤维素、半纤维素和木质素）之间的共消化、纤维素含量较高的废旧纺织物的厌氧消化特性。主要研究内容和结论如下:首先,研究了 20种单糖、寡聚糖和多糖的厌氧消化产甲烷特性,结果表明糖类的产甲烷潜力较高,基本都在300mL/g VS以上,生物降解率均在64%以上。糖苷键的类型对二糖厌氧消化的甲烷产量有一定的影响。寡糖和多糖的甲烷产量略高于其组成单糖。单糖和寡糖的厌氧消化基本无迟滞期,大部分多糖有2-3天的迟滞期。随后,从小麦秸秆中提取了纤维素、半纤维素和木质素,并对它们的性质与结构进行了分析表征,将三种物质按照1:0、3:1、1:1、1:3、和0:1比例两两混合进行共消化实验。研究结果表明纤维素与半纤维素共发酵能有效提高甲烷产量和生物降解率,在3:1时甲烷产量最高。纤维素与木质素、半纤维素与木质素共消化时随着木质素含量的增加,甲烷产量和生物降解率随之减小。微生物群落结构分析结果表明,纤维素与半纤维素共消化时甲烷产量的提升可能与Clostridium sensu strict... 

【文章来源】：北京化工大学北京市 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：92 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
符号说明
第一章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 厌氧消化
    1.3 糖类
    1.4 木质纤维素
        1.4.1 纤维素
        1.4.2 半纤维素
        1.4.3 木质素
        1.4.4 木质纤维素的资源化利用
    1.5 废旧纺织物
    1.6 研究内容与意义
        1.6.1 研究内容
        1.6.2 研究意义
第二章 材料与方法
    2.1 实验试剂
    2.2 实验方法与装置
    2.3 理论甲烷产量与生物降解率
    2.4 动力学模型分析
    2.5 理化性质的测定
    2.6 表征方法和仪器
    2.7 16S rRNA基因高通量测序分析
    2.8 数据处理
第三章 糖类的厌氧消化产甲烷特性研究
    3.1 实验原料
    3.2 实验方法
        3.2.1 厌氧消化实验
        3.2.2 沼液性质测定与动力学模型分析
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 甲烷浓度与甲烷日产量
        3.3.2 累积甲烷产量与生物降解率
        3.3.3 动力学分析
        3.3.4 沼液性质分析
    3.4 本章小结
第四章 纤维素、半纤维素和木质素共消化研究
    4.1 实验原料
    4.2 实验方法
        4.2.1 纤维素、半纤维素和木质素的提取
        4.2.2 厌氧消化实验
        4.2.3 分析测试方法
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 纤维素、半纤维素和木质素的基本性质
        4.3.2 纤维素与半纤维素共消化甲烷产量
        4.3.3 纤维素与木质素共消化甲烷产量
        4.3.4 半纤维素与木质素共消化甲烷产量
        4.3.5 不同木质素消化甲烷产量
        4.3.6 纤维素、半纤维素素和木质素共消化的生物降解率
        4.3.7 动力学分析
    4.4 微生物分析
        4.4.1 微生物多样性和丰度
        4.4.2 微生物群落组成及功能分析
    4.5 本章小结
第五章 废旧纺织物的厌氧消化研究
    5.1 实验原料
    5.2 实验方法
        5.2.1 厌氧消化实验
        5.2.2 分析测试方法
    5.3 实验结果分析
        5.3.1 甲烷日产量
        5.3.2 累积甲烷产量和生物降解率
        5.3.3 动力学分析
    5.4 纺织物在厌氧过程中的形态变化
        5.4.1 纺织物降解过程
        5.4.2 SEM表征分析
    5.5 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 创新点
    6.3 展望
参考文献
致谢
研究成果
作者和导师简介
附件


【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3147396