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●目录
前言
第1章 绪论 1
1.1 厌氧发酵基本原理 1
1.1.1 厌氧发酵定义与特点 1
1.1.2 厌氧发酵微生物类群 1
1.1.3 厌氧发酵过程解析 5
1.2 厌氧发酵主要影响因素 7
1.2.1 原料 7
1.2.2 温度 8
1.2.3 酸碱度 9
1.2.4 发酵浓度 9
1.2.5 碳氮比 9
1.2.6 传质搅拌 10
1.3 厌氧发酵技术研究现状 10
1.3.1 发酵原料预处理 10
1.3.2 发酵接种 13
1.3.3 中间产物抑制 14
1.3.4 发酵过程管理优化 15
1.4 厌氧发酵工艺研发 16
1.4.1 工艺类型 16
1.4.2 工艺流程 21
1.4.3 典型厌氧发酵工艺 23
参考文献 25
第2章 丙酸定向驯化产甲烷菌系对餐厨垃圾厌氧发酵的强化 27
2.1 生物强化技术研究现状 27
2.1.1 生物强化在水解产酸阶段的应用 27
2.1.2 生物强化在产氢产乙酸阶段的应用 28
2.1.3 生物强化在产甲烷阶段的应用 28
2.1.4 生物强化应对酸抑制的应用 29
2.2 丙酸产甲烷菌系的富集与群落结构优化及微生物分析 29
2.2.1 材料与方法 30
2.2.2 丙酸产甲烷菌群的发酵性能 33
2.2.3 丙酸产甲烷菌系的群落解析 33
2.2.4 丙酸产甲烷菌剂中微生物基因功能分析 35
2.3 丙酸产甲烷菌系的添加对餐厨垃圾批式厌氧消化的影响 36
2.3.1 材料与方法 36
2.3.2 餐厨垃圾的理论产甲烷量分析 38
2.3.3 丙酸产甲烷菌系对餐厨垃圾批式厌氧消化甲烷产量的影响 38
2.3.4 丙酸产甲烷菌剂对SCOD的影响 40
2.3.5 丙酸产甲烷菌剂对餐厨垃圾批式厌氧消化过程动力学参数的影响 41
2.4 丙酸产甲烷菌剂的添加对餐厨垃圾厌氧消化过程运行稳定性的影响 42
2.4.1 材料与方法 43
2.4.2 丙酸产甲烷菌剂对厌氧消化系统发酵性能的影响 44
2.4.3 厌氧细菌及古菌菌群结构与菌剂的相似性分析 49
参考文献 51
第3章 丙酸产甲烷菌群对低温批式厌氧发酵的生物强化作用 53
3.1 厌氧发酵中温度对微生物活性和产甲烷途径的影响 53
3.2 材料与方法 54
3.2.1 实验原料 54
3.2.2 培养基 55
3.2.3 实验设计 55
3.3 中温生物强化菌剂对低温批式厌氧发酵的影响 56
3.3.1 池容产气率 56
3.3.2 累计产甲烷率 57
3.3.3 总挥发性脂肪酸 58
3.3.4 各组分挥发性脂肪酸 59
3.3.5 pH 61
3.3.6 TAN 62
3.3.7 强化效果统计分析 63
3.4 低温生物强化菌剂对低温批式厌氧发酵的影响 64
3.4.1 池容产气率 65
3.4.2 累计产甲烷率 66
3.4.3 总挥发性脂肪酸 67
3.4.4 各组分挥发性脂肪酸 68
3.4.5 pH 69
3.4.6 TAN 70
3.4.7 强化效果统计分析 71
参考文献 72
第4章 互营丙酸/丁酸氧化产甲烷菌系的富集及产甲烷菌代谢途径研究 74
4.1 材料与方法 74
4.1.1 实验材料 74
4.1.2 实验装置 75
4.1.3 测定指标及方法 76
4.1.4 数据处理 77
4.2 丙酸产甲烷菌系的富集与微生物变化响应 77
4.2.1 实验设计 78
4.2.2 结果与讨论 78
4.3 丁酸产甲烷菌系的富集与微生物变化响应 91
4.3.1 实验设计 92
4.3.2 结果与讨论 92
参考文献 108
第5章 生物强化对调质玉米秸秆厌氧发酵产气性能的影响 110
5.1 材料与方法 111
5.1.1 实验材料 111
5.1.2 指标测定与分析方法 111
5.2 不同球磨时间对玉米秸秆物性参数的影响 116
5.2.1 实验设计 116
5.2.2 结果与讨论 117
5.3 球磨玉米秸秆厌氧发酵特性研究 132
5.3.1 实验设计 132
5.3.2 实验装置 133
5.3.3 结果与讨论 134
参考文献 151
第6章 组合菌的产酶条件优化及对玉米秸秆厌氧发酵的促进作用 153
6.1 单一菌料产酶特性分析及组合菌的构建 153
6.1.1 材料与方法 153
6.1.2 结果与分析 158
6.2 组合菌产酶条件优化及降解秸秆特性 162
6.2.1 材料与方法 162
6.2.2 结果与分析 164
6.3 组合菌预处理玉米秸秆对厌氧发酵过程的影响 180
6.3.1 材料与方法 180
6.3.2 结果与分析 181
参考文献 189
第7章 基于糠醛废水预处理的玉米秸秆厌氧发酵特性研究 191
7.1 国内外研究现状 192
7.1.1 糠醛废水处理的研究现状 192
7.1.2 多原料联合厌氧发酵的研究现状 194
7.2 材料与方法 196
7.3 实验指标测定及分析方法 197
7.3.1 TS和VS的测定 197
7.3.2 木质纤维素的测定 197
7.3.3 还原糖的测定 200
7.3.4 挥发性脂肪酸的测定 201
7.3.5 沼气成分及产量的测定 202
7.3.6 C、N元素含量的测定 203
7.3.7 扫描电子显微镜分析 204
7.3.8 pH的测定 204
7.4 糠醛废水预处理对玉米秸秆厌氧发酵特性影响研究 205
7.4.1 实验设计 205
7.4.2 结果与讨论 207
7.5 糠醛废水预处理的参数优化及能量转换评估 216
7.5.1 实验设计 216
7.5.2 结果与讨论 219
参考文献 226
第8章 水热废液与玉米秸秆厌氧发酵技术研究 228
8.1 水热废液资源化利用现状 228
8.2 水热废液预处理对玉米秸秆厌氧发酵特性的影响 230
8.2.1 材料与方法 230
8.2.2 实验设计 231
8.2.3 结果与讨论 233
8.3 水热废液预处理条件响应曲面优化及稳定性分析 240
8.3.1 实验装置 241
8.3.2 CCD实验 241
8.3.3 结果与讨论 243
参考文献 249
第9章 玉米秸秆生物转化的方法、特性及超声波效应 251
9.1 材料与方法 251
9.1.1 实验材料 251
9.1.2 仪器与方法 252
9.2 玉米秸秆好氧水解-厌氧消化特性研究 253
9.2.1 实验设计 253
9.2.2 结果与讨论 255
9.3 超声波-好氧水解对玉米秸秆厌氧消化特性的影响 264
9.3.1 实验设计 264
9.3.2 结果与讨论 265
参考文献 272
第10章 尿素联合蒸汽爆破预处理工艺的玉米秸秆低碳梯级利用技术研究 274
10.1 材料与方法 274
10.1.1 实验材料 274
10.1.2 仪器与方法 275
10.2 尿素联合蒸汽爆破预处理对玉米秸秆酶解糖化影响研究 276
10.2.1 实验设计 276
10.2.2 结果与讨论 277
10.3 尿素联合蒸汽爆破预处理对玉米秸秆乙醇发酵影响研究 281
10.3.1 实验设计 281
10.3.2 结果与讨论 283
10.4 乙醇废液厌氧发酵产沼气影响研究 291
10.4.1 实验设计 291
10.4.2 结果与讨论 292
参考文献 295
第11章 真空负压-好氧水解预处理玉米秸秆厌氧发酵特性 297
11.1 材料与方法 297
11.1.1 实验材料 297
11.1.2 指标测定方法 298
11.2 真空负压预处理对玉米秸秆物理性质的影响 299
11.2.1 实验设计 299
11.2.2 结果与讨论 300
11.3 好氧水解预处理对玉米秸秆水解特性的影响 307
11.3.1 实验设计 307
11.3.2 结果与讨论 309
11.4 联合预处理对玉米秸秆厌氧发酵特性的影响 314
11.4.1 实验设计 314
11.4.2 结果与讨论 314
参考文献 317
第12章 沼液回流比例及回流模式对厌氧发酵特性的影响 318
12.1 材料与方法 319
12.1.1 实验材料 319
12.1.2 指标测定方法 320
12.2 实验设计 322
12.2.1 沼液回流比例及模式优化实验 322
12.2.2 实验装置 324
12.3 结果与讨论 325
12.3.1 系统稳定性讨论 325
12.3.2 无机盐浓度变化 334
12.3.3 系统产甲烷特性分析 337
参考文献 344
第13章 豆渣与牛粪混合厌氧发酵的特性、优化与应用进展 345
13.1 豆渣与牛粪混合高温干式厌氧发酵进展 345
13.2 豆渣与牛粪混合高温干式厌氧发酵产气特性与优化 346
13.2.1 材料与方法 346
13.2.2 结果与讨论 348
13.3 豆渣与牛粪不同接种比例高温干式厌氧发酵特性 351
13.3.1 材料与方法 351
13.3.2 结果与分析 352
13.4 豆渣与牛粪不同物料混合比例高温干式厌氧发酵特性 355
13.4.1 材料与方法 355
13.4.2 结果与讨论 355
13.5 豆渣与牛粪混合高温干式厌氧发酵参数优化 359
13.5.1 Box-Behnken实验结果的回归分析 359
13.5.2 回归分析及参数寻优 360
参考文献 363
第14章 玉米秸秆厌氧发酵系统搅拌方案优化及实验研究 364
14.1 厌氧发酵过程中的搅拌研究现状 364
14.2 CFD在厌氧发酵方面的应用 366
14.3 厌氧发酵反应器完全离底悬浮临界转速的CFD模拟 367
14.3.1 实验设计 367
14.3.2 结果与讨论 374
14.4 混合策略对厌氧发酵工程稳定性影响探究 382
14.4.1 材料与方法 382
14.4.2 结果与讨论 385
参考文献 392