厌氧系统中产甲烷微生态对酸和氨胁迫的响应机制研究_环境科学

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“同济博士论丛”编写领导小组

组　　　长：杨贤金　钟志华副　组　长：伍　江　江　波(https://www.daowen.com) 成　　　员：方守恩　蔡达峰　马锦明　姜富明　吴志强　　...

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“同济博士论丛”编辑委员会

总　主　编：伍　江副总主编：雷星晖编委会委员：（按姓氏笔画顺序排列）　　　　　　丁晓强　万　钢　马卫民　马在田　马秋武　马建新　　　　　　王　磊　...

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总序

在同济大学110周年华诞之际，喜闻“同济博士论丛”将正式出版发行，倍感欣慰。记得在100周年校庆时，我曾以《百年同济，大学对社会的承诺》为题作了演讲，如今看到付...

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论丛前言

承古续今，汇聚东西，百年同济秉持“与祖国同行、以科教济世”的理念，注重人才培养、科学研究、社会服务、文化传承创新和国际合作交流，自强不息，追求卓越。特别是近20...

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前言

在易降解生物质废物的厌氧消化过程中，甲烷化过程易受高浓度有机酸和氨的胁迫，导致厌氧消化过程不稳定、甲烷化效率降低等问题。为解除甲烷化抑制的影响，提高工艺稳定性，...

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缩写词对照表

续表(https://www.daowen.com) ...

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第1章绪论

(https://www.daowen.com)...

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1.1 研究背景

(https://www.daowen.com)...

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1.1.1 易降解生物质废物的产生与特性

生物质废物是来源于动植物的、可以被微生物生物降解的固体废物。根据组成成分的特点，生物质废物可以分为两大类：一类是以木质素、纤维素、半纤维素为主要成分的难降解生物...

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1.1.2 易降解生物质废物的厌氧消化技术

厌氧消化是指在缺氧或无氧的环境下，微生物分解代谢有机物，形成各种代谢产物，获得能量和合成代谢前体，并实现自身生长和繁殖的代谢过程。生物质废物的厌氧消化处理技术则...

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1.1.3 易降解生物质废物厌氧消化中的酸和氨抑制问题

目前，出于投资、工艺复杂性等方面的考虑，欧洲国家的生物质废物厌氧消化工程多采用单级高固体工艺[9，15]。从微生物学角度看，当原料为易降解高含固率的生物质废物（...

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1.2 厌氧系统中产甲烷微生态对胁迫的响应机制

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1.2.1 厌氧消化系统中的代谢流网络

厌氧消化系统是一个由复合生物菌群按秩序、序贯地分解有机物的复杂体系[30，31]。厌氧消化过程的代谢流网络可概括成4个阶段：水解、酸化、乙酸化和甲烷化。通常认为...

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1.2.2 厌氧系统的产甲烷微生态

1.产甲烷菌作为自然界碳素物质循环中厌氧生物链的最后一个成员，产甲烷菌是厌氧消化系统中微生物的核心[31，49]。产甲烷菌属于古菌域（Archaea）中的广古...

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1.2.3 产甲烷微生态的关键影响因子

1.pH 最适宜pH范围pH是影响厌氧甲烷化过程的重要生态因子。参与厌氧消化过程的每种微生物可在一定的pH范围内活动，但它们的最适pH是不同的。产酸细菌能适应的...

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1.2.4 甲烷化中心理论

为从机理层面发展厌氧消化工艺的优化方法，解决胁迫状态下的甲烷化抑制问题，根据非稀释未接种的“自然”厌氧反应器——生活垃圾填埋场中长时间高度酸胁迫环境下甲烷化的突...

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1.2.5 甲烷化中心微生物过程机理的不确定性

目前，对胁迫环境中甲烷化中心的微生物过程机理尚缺乏统一认识。根据已有的针对酸和氨胁迫厌氧系统的研究，用于说明甲烷化中心概念的机理假设主要有4种模式。模式1，涉及...

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1.3 产甲烷微生态响应机制的研究方法

不同的微生态响应模式，启示了区分不同机理假设的实验研究方法。如模式1和模式2、模式3中存在不同的优势微生物种群，模式1、模式2和模式4中微生物呈现特殊的空间分布...

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1.3.1 甲烷化代谢途径的研究方法

目前，用于分析甲烷生成途径的方法主要包括三类：①采用甲烷化抑制剂，如用溴乙烷磺酸盐（BES）完全抑制产甲烷[134，135]，或者用氟甲烷（CH3F）抑制乙酸发...

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1.3.2 微生物种群结构和功能形态的研究方法

随着厌氧消化工艺的推广和越来越多的工程化应用，对于厌氧产甲烷微生态的研究方法也得到了逐步发展。从最初利用常规方法对代谢过程中物质（包括底物、中间产物和最终产物）...

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1.4 研究目的和研究内容

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1.4.1 研究思路

为优化易降解生物质废物（包括BMSW、餐厨垃圾、城市污泥、禽畜粪便、高浓度有机废水等）的厌氧消化工艺，提高消化过程运行的稳定性和厌氧转化效率，需解决工艺中常遇到...

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1.4.2 研究目的

易降解生物质废物厌氧消化过程中，甲烷化易受酸和氨胁迫而导致工艺运行不稳定或失败。为探明厌氧系统中产甲烷微生态对酸和氨胁迫的响应机制，以厌氧甲烷化反应器中甲烷化中...

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1.4.3 研究内容

本文主要包括以下研究内容：（1）低pH对酸胁迫下厌氧产甲烷微生态的影响。比较酸性环境中不同初始pH下较高浓度乙酸（100 mmol/L）高温厌氧甲烷化过程的差...

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1.4.4 关键技术问题

（1）厌氧产甲烷过程中的甲烷生成途径研究方法，发展包括天然稳定碳同位素指纹识别和人工稳定碳同位素标记方法；（2）荧光原位杂交和实时定量PCR技术，分析不同胁迫...

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1.4.5 技术路线图

本文总体技术路线如图1-11所示。图1-11 本文研究总体技术路线图* 注：*图中数字序号代表其在本文中的相应章数。...

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第2章研究方法与技术

...

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2.1 实验装置与实验设计

(https://www.daowen.com)...

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2.1.1 接种污泥

中温（35℃）培养实验中所用大颗粒接种污泥为新鲜的厌氧甲烷化颗粒污泥，该污泥采集自上海市某造纸废水处理厂的中温UASB反应器。颗粒污泥呈灰黑色，为粒径3～5 m...

《厌氧系统中产甲烷微生态对酸和氨胁迫的响应机制研究》简介

“同济博士论丛”编写领导小组

“同济博士论丛”编辑委员会

总序

论丛前言

前言

缩写词对照表

目录

第1章绪论

1.1 研究背景

1.1.1 易降解生物质废物的产生与特性

1.1.2 易降解生物质废物的厌氧消化技术

1.1.3 易降解生物质废物厌氧消化中的酸和氨抑制问题

1.2 厌氧系统中产甲烷微生态对胁迫的响应机制

1.2.1 厌氧消化系统中的代谢流网络

1.2.2 厌氧系统的产甲烷微生态

1.2.3 产甲烷微生态的关键影响因子

1.2.4 甲烷化中心理论

1.2.5 甲烷化中心微生物过程机理的不确定性

1.3 产甲烷微生态响应机制的研究方法

1.3.1 甲烷化代谢途径的研究方法

1.3.2 微生物种群结构和功能形态的研究方法

1.4 研究目的和研究内容

1.4.1 研究思路

1.4.2 研究目的

1.4.3 研究内容

1.4.4 关键技术问题

1.4.5 技术路线图

第2章研究方法与技术

2.1 实验装置与实验设计

2.1.1 接种污泥

《厌氧系统中产甲烷微生态对酸和氨胁迫的响应机制研究》简介

“同济博士论丛”编写领导小组

“同济博士论丛”编辑委员会

总序

论丛前言

前言

缩写词对照表

目录

第1章 绪论

1.1 研究背景

1.1.1 易降解生物质废物的产生与特性

1.1.2 易降解生物质废物的厌氧消化技术

1.1.3 易降解生物质废物厌氧消化中的酸和氨抑制问题

1.2 厌氧系统中产甲烷微生态对胁迫的响应机制

1.2.1 厌氧消化系统中的代谢流网络

1.2.2 厌氧系统的产甲烷微生态

1.2.3 产甲烷微生态的关键影响因子

1.2.4 甲烷化中心理论

1.2.5 甲烷化中心微生物过程机理的不确定性

1.3 产甲烷微生态响应机制的研究方法

1.3.1 甲烷化代谢途径的研究方法

1.3.2 微生物种群结构和功能形态的研究方法

1.4 研究目的和研究内容

1.4.1 研究思路

1.4.2 研究目的

1.4.3 研究内容

1.4.4 关键技术问题

1.4.5 技术路线图

第2章 研究方法与技术

2.1 实验装置与实验设计

2.1.1 接种污泥

第1章绪论

第2章研究方法与技术