生物質(zhì)厭氧發(fā)酵與產(chǎn)物控制技術(shù)

第1章緒論1
1.1生物質(zhì)資源化的意義1
1.2羧酸鹽平臺-VFA生產(chǎn)4
1.2.1厭氧發(fā)酵機理5
1.2.2厭氧發(fā)酵類型及路徑6
1.2.3厭氧發(fā)酵過程中典型的功能細菌11
1.2.4揮發(fā)性脂肪酸的資源化應(yīng)用13
1.3厭氧發(fā)酵影響因素16
1.3.1底物類型16
1.3.2pH17
1.3.3溫度18
1.3.4有機負荷20
1.4木質(zhì)纖維素類來源與特征20
1.4.1纖維素21
1.4.2半纖維素21
1.4.3木質(zhì)素22

第2章木質(zhì)纖維素類生物質(zhì)預(yù)處理技術(shù)24
2.1生物質(zhì)預(yù)處理方法概述24
2.1.1物理預(yù)處理24
2.1.2化學預(yù)處理25
2.1.3生物預(yù)處理26
2.2白腐真菌預(yù)處理木質(zhì)纖維素類生物質(zhì)27
2.2.1白腐真菌預(yù)處理概述27
2.2.2白腐真菌降解木質(zhì)素機理29
2.2.3白腐真菌預(yù)處理主要影響因素31
2.3瘤胃微生物預(yù)處理概述33
2.3.1瘤胃微生物對木質(zhì)纖維素的降解機制35
2.3.2瘤胃液轉(zhuǎn)化木質(zhì)纖維素原料36
2.4木質(zhì)纖維素的利用現(xiàn)狀37
2.4.1加工成型38
2.4.2堆肥38
2.4.3粉碎覆蓋38
2.4.4食用菌栽培38
2.4.5化工原料轉(zhuǎn)化39
2.4.6直接燃燒39
2.4.7生物質(zhì)能源轉(zhuǎn)化39

第3章蘑菇渣發(fā)酵產(chǎn)酸41
3.1蘑菇渣厭氧發(fā)酵產(chǎn)酸41
3.1.1實驗材料與方法42
3.1.2底物濃度對蘑菇渣發(fā)酵產(chǎn)酸的影響45
3.1.3pH對蘑菇渣發(fā)酵產(chǎn)酸的影響49
3.2白腐真菌預(yù)處理促進蘑菇渣產(chǎn)酸55
3.2.1實驗材料與方法56
3.2.2白腐真菌預(yù)處理對蘑菇渣厭氧發(fā)酵的影響61
3.2.3白腐真菌預(yù)處理蘑菇渣的機理分析66
3.3蘑菇渣和剩余污泥共發(fā)酵促進厭氧發(fā)酵產(chǎn)酸73
3.3.1實驗材料與方法74
3.3.2蘑菇渣與剩余污泥共發(fā)酵對產(chǎn)酸的影響76
3.3.3蘑菇渣與剩余污泥共發(fā)酵過程中的底物降解規(guī)律79
3.3.4共發(fā)酵產(chǎn)酸過程的數(shù)學模擬83

第4章厭氧發(fā)酵定向產(chǎn)丙酸、戊酸機理分析87
4.1實驗材料與方法87
4.2厭氧顆粒污泥反應(yīng)器的穩(wěn)定運行91
4.2.1反應(yīng)器內(nèi)污泥顆粒化過程91
4.2.2不同pH條件下反應(yīng)器穩(wěn)定運行概況及產(chǎn)物組成92
4.2.3厭氧顆粒污泥內(nèi)部結(jié)構(gòu)及生理特征94
4.3微生物群落分析95
4.4批式循環(huán)分析97
4.5發(fā)酵路徑分析100

第5章瘤胃液預(yù)處理促進稻草厭氧發(fā)酵產(chǎn)酸產(chǎn)甲烷104
5.1實驗材料與方法105
5.1.1瘤胃液微生物群落結(jié)構(gòu)分析111
5.1.2瘤胃液預(yù)處理后稻草殘渣的表面形態(tài)和結(jié)構(gòu)分析115
5.2瘤胃液預(yù)處理稻草效果116
5.2.1瘤胃液預(yù)處理稻草產(chǎn)酸效果116
5.2.2甲烷發(fā)酵效果121
5.2.3動力學分析125
5.3底物濃度對瘤胃液預(yù)處理過程中揮發(fā)性脂肪酸的影響128
5.3.1底物濃度對瘤胃液預(yù)處理過程中生物質(zhì)降解的影響131
5.3.2底物濃度對瘤胃液預(yù)處理過程中生物氣的影響132
5.4預(yù)處理底物濃度對后續(xù)厭氧消化產(chǎn)甲烷的影響134
5.5瘤胃液預(yù)處理對微生物群落結(jié)構(gòu)的影響136
5.5.1瘤胃液樣品基因組DNA提取137
5.5.2PCR擴增結(jié)果138
5.5.3優(yōu)化序列統(tǒng)計138
5.5.4細菌群落豐度及多樣性139
5.5.5細菌群落差異性分析141
5.5.6細菌群落組成分析143
5.6瘤胃液預(yù)處理稻草殘渣特性149
5.6.1瘤胃液預(yù)處理前后稻草殘渣表觀和微觀結(jié)構(gòu)149
5.6.2瘤胃液預(yù)處理后稻草殘渣的化學成分150
5.6.3瘤胃液預(yù)處理后稻草殘渣的結(jié)構(gòu)151
5.6.4瘤胃液預(yù)處理后稻草殘渣的結(jié)晶度152

第6章白腐真菌預(yù)處理促進沼渣發(fā)酵產(chǎn)酸156
6.1實驗材料與方法157
6.2白腐真菌預(yù)處理對沼渣厭氧發(fā)酵效果的影響158
6.2.1白腐真菌預(yù)處理對沼渣發(fā)酵VFA產(chǎn)率的影響158
6.2.2白腐真菌預(yù)處理對固體沼渣發(fā)酵液中VFA組分的影響161
6.2.3氮磷在厭氧發(fā)酵過程中的釋放162
6.3白腐真菌預(yù)處理沼渣的機理分析162
6.3.1預(yù)處理過程中白腐真菌在沼渣上的生長162
6.3.2白腐真菌預(yù)處理對沼渣木質(zhì)纖維素組分的影響164
6.3.3白腐真菌預(yù)處理過程中胞外木質(zhì)素降解酶活性的變化166
6.3.4沼渣表面形態(tài)168
6.3.5白腐真菌預(yù)處理過程中固體沼渣pH的變化169

第7章微波-堿預(yù)處理、超聲-堿預(yù)處理和球磨預(yù)處理方法對瘤胃液預(yù)處理稻草殘渣產(chǎn)乙醇發(fā)酵的影響172
7.1實驗材料與方法173
7.2預(yù)處理前后稻草殘渣的表觀結(jié)構(gòu)176
7.3預(yù)處理前后稻草殘渣主要成分變化176
7.4預(yù)處理前后稻草殘渣的微觀結(jié)構(gòu)178
7.5預(yù)處理前后稻草殘渣的紅外光譜分析179
7.6預(yù)處理前后稻草殘渣的結(jié)晶度181
7.7預(yù)處理前后稻草殘渣的比表面積182
7.8預(yù)處理方法對稻草殘渣酶解糖化和乙醇發(fā)酵的影響183

參考文獻188