沼气系统生物强化及相关研究

【摘要】： 虽然沼气发酵在工农业生产当中得到了广泛地应用,但是在实际发酵过程中经常存在启动慢,产气效率低等问题,因此对这些沼气系统进行生物强化有着广泛的应用价值。本研究从沼气发酵的机理分析出发,进行了与沼气发酵系统生物强化相关的研究。 1.投加产氢菌:产氢菌能够增加沼气发酵体系的产氢速率,能够促进氢营养型甲烷菌的生长和代谢,从而强化沼气发酵过程。本研究中使用产氢产酸菌Clostridium sp.3-9进行沼气发酵系统的强化,结果表明产氢产酸菌Clostridium sp.3-9能够明显缩短沼气发酵的启动时间,产甲烷的时间提前了至少3天,同时加速了体系中有机酸(乙酸和丙酸)的形成与积累。通过对16SrDNA PCR-DGGE指纹图谱的主要条带进行测序,结果表明Bacteroides、Rikenella、Clostridiaceae、Desulfobulbaceae、Acholeplasma和Proteiniphilum是系统中细菌群落的主要种群。 2.投加白蚁匀浆:白蚁是自然界生态系统中最重要的木质纤维素降解者之一,白蚁自身以及与其共生的肠道微生物群落中含有丰富的与木质纤维素降解与转化相关的微生物及酶系,通过白蚁匀浆可以将这些丰富的微生物和酶系应用于沼液系统强化之中。实验对台湾乳白蚁工蚁和兵蚁的头部、躯干和肠道的内切葡聚糖酶活、葡萄糖苷酶活、木聚糖酶活和滤纸酶活进行了比较,结果发现兵蚁和工蚁的各种纤维素酶活都集中在躯干和肠道部位并且工蚁高于兵蚁。兵蚁匀浆对于沼气发酵有着显著的生物强化作用,总气体和总产甲烷量分别提高了91.7%和79.2%。 3.分离好氧纤维素降解菌:好氧纤维素降解菌能够促进沼气系统启动阶段厌氧条件的建立以及木质纤维素的降解,因此对于加速沼气系统产气具有重要的作用。通过沼液的静置富集培养,使用选择性培养基进行分离,分离到了一株好氧纤维素降解菌Streptomyces sp.c3001,可以作为促进沼气发酵启动的候选菌株。对其16S rRNA基因进行测序,结果表明这株菌属于链霉菌属。最后通过克隆该株菌的ERIC-PCR指纹图谱条带,找到了一段该菌株特异性序列,能够为该菌在沼气强化中的应用提供适合的分子标记。 4.建立了对沼液元基因文库中内切葡聚糖酶、外切葡聚糖酶、葡萄糖苷酶活、木聚糖酶阳性克隆进行高通量筛选的方法。这些纤维素酶阳性克隆将来能够为于沼液体系的生物强化强化提供适合的酶制剂。 本研究找到两种对沼液系统进行生物强化的切实有效的方法,并为发展其它方法做好了准备。 【关键词】：沼气 生物强化 产氢菌 纤维素降解菌 元基因组
【学位授予单位】：安徽农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：S216.4
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第一章 文献概述8-32
• 一、沼气发酵综述8-16
• 1 沼气发酵原理8-13
• 2 生物强化在沼气发酵中的应用13-16
• 2.1 甲烷菌与非甲烷菌之间的关系13-14
• 2.2 本文所涉及生物强化策略14-16
• 2.2.1 产氢菌对沼气系统的生物强化14
• 2.2.2 好氧菌对沼气系统的生物强化14-15
• 2.2.3 白蚁肠道菌群对沼气系统的生物强化15-16
• 2.2.4 水解酶对沼气系统的生物强化16
• 二、分子生态学方法研究进展16-32
• 1.1 变性梯度凝胶电泳(Denaturing Gradient Gel Electrophoresis)16-23
• 1.2 ERIC指纹图谱技术(Enterobacterial Repetitive Intergenic-Consensus,ERIC)23-25
• 1.3 元基因组学(metagenomics)25-32
• 第二章 试验部分32-59
• 1 引言32-34
• 2 材料和方法34-41
• 2.1 Clostridium sp.3-9生物强化试验34-37
• 2.2 白蚁肠道微生物对沼气发酵生物强化37-38
• 2.3 沼液样品有氧静置富集及好氧纤维素降解菌的分离38-39
• 2.4 沼气系统元基因组纤维素降解相关酶功能筛选39-41
• 3 结果与讨论41-57
• 3.1 Clostridium sp.3-9对沼气启动的生物强化41-44
• 3.2 白蚁肠道微生物对沼气发酵生物强化的发酵产气分析44-47
• 3.3 沼液样品好氧纤维素降解菌的分离47-51
• 3.4 沼气系统元基因组纤维素降解相关酶功能筛选51-57
• 4 结论与展望57-59
• 参考文献59-65
• 致谢65-66
• 作者简介66-67
• 附件67-69

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

产乙酸复合菌系Th3培养及其在沼气厌氧发酵中的应用    程辉彩;习彦花;郭建斌;张丽萍;张万钦;庞昌乐;董仁杰;

堆肥未培养细菌的宏基因组文库构建及新的木聚糖酶基因的克隆和鉴定    张鹏;段承杰;庞浩;封毅;靳振江;许跃强;莫新春;唐纪良;冯家勋;

白蚁肠细菌B99菌株降解纤维素的初步研究    余金勇,吴跃开,普照

高温放线菌GPL1纤维素酶的酶学性质研究    庞宗文;董志刚;梁静娟;陈思名;韦平;黄日波;

家白蚁消化系统发育与取食行为的分析    张健华,王文龙,李文健,庄天勇,黄建华,万俊松

焦化废水处理系统微生物群落结构动态的ERIC-PCR指纹图谱分析    高平平,赵义,赵立平

生物造粒流化床污水处理反应器中微生物生长比较分析    袁宏林;刘永军;王晓昌;王黎;

应用ERIC-PCR对多重耐药大肠埃希菌进行基因分型    余方友;胡龙华;贾坤茹;

家蚕幼虫中肠细菌群落多样性的PCR-DGGE和16S rDNA文库序列分析    相辉;李木旺;赵勇;赵立平;张月华;黄勇平;

PCR-DGGE技术在农村户用沼气发酵微生物研究中的初步应用    师晓爽;刘德立;郎志宏;黄大昉;陆伟;李敏;

SPF仔猪肠道菌群结构的分子分析    丁德忠,庞小燕,华修国,崔立,赵立平

芦笋老茎堆肥中高温纤维素分解菌的分离、筛选及鉴定    李欣欣;王琳琳;申挺挺;宋志刚;韩建荣;

云南商品化沼气池产业化发展分析    张无敌;许玲;尹芳;李建昌;刘宁;刘士清;官会林;毛羽;

玉米芯厌氧消化产气试验研究    王秀菊;曾国揆;刘士清;张无敌;尹芳;官会林;

芒萁内生纤维素降解菌的筛选    黄杰;林生;林文雄;

结晶纤维素降解酶的研究进展    吴窈画;彭惠;邵蔚蓝;

纤维素降解菌绿色木霉C-08的筛选及酶学特性研究    白洪志;杨谦;王希国;李晶;

ERIC-PCR技术特点及其应用    李犹平;倪学勤;

高酶活纤维素分解菌分离筛选的研究    岳思君;李学斌;李爱华;蒙秋燕;

宏基因组学——研究环境微生物的钥匙    马莉莉;宗浩;宋培勇;

应用α-淀粉酶水解城市生活垃圾的研究    邹成鸿;李如燕;李建昌;杜亚雷;

宏基因组技术在纤维素酶活筛选中的研究进展    王春燕;刘四新;

污泥堆肥化技术研究进展    谢佳;徐惠风;

商品化玻璃钢户用沼气池产业化分析    张无敌;尹芳;李建昌;夏朝凤;刘士清;官会林;毛羽;

低阶煤降解微生物菌群的分离及其降解效果研究    高同国;姜峰;杨金水;袁红莉;

腐乳微生物群落结构动态的ERIC-PCR指纹图谱分析    耿予欢;李国基;邹家兴;

湿地环境及其生物多样性    刘慧杰;张虎山;周冬柏;周李锋;

ERIC-PCR及在肠道菌群分析中的应用    高卫科;王川庆;吴高锋;魏娟;李文刚;

沼气发酵微生物菌群的研究进展    蒙杰;王敦球;

复合菌系XDC-2分解未经化学处理的水稻秸秆    王慧;刘小平;郭鹏;高瑞芳;王小芬;崔宗均;

秸秆产沼气研究进展    梁晓辉;华栋梁;许海朋;张杰;李岩;张晓东;

兔舍环境真菌气溶胶及其向环境的传播    苗增民

秀丽隐杆线虫益生菌动物模型的建立及应用研究    王春阳

东祁连山高寒草地土壤真菌多样性研究    张俊忠

白地霉脂肪酶的制备、修饰改良及应用研究    阎金勇

深海热液口微生物群落环境适应性及其基因资源的研究    谢伟

纸浆污泥纤维素酶水解糖化与增效工艺及机理的研究    吕健

分子生态学技术在环境微生物群落与功能基因中的应用研究    肖升木

我国黄、东海典型生态过程中的微生物群落结构    刘敏

不同环境中木聚糖酶基因多样性分析及宏基因组来源的新基因克隆与表达    王国增

红麻骨纤维质转化燃料乙醇的关键技术研究    阮奇城

肠道菌对苏云金芽胞杆菌家蚕杀虫活性的作用    郎晓磊

深海细菌Martelella mediterranea纤维素酶基因的克隆、表达与酶学分析    董俊丽

猪舍环境气载需氧菌的检测及大肠杆菌气溶胶的发生与传播    袁文

堆肥中产纤维素酶真菌的筛选、产酶条件及应用研究    杨友坤

紫外诱变纤维素分解菌降解木薯渣的研究    李永华

双峰驼瘤胃细菌多样性及宏基因组文库构建与初步筛选    张玲

α-淀粉酶预处理对城市生活垃圾厌氧消化的影响研究    邹成鸿

转Bt基因水稻根际微生物的遗传多样性分析    李春楠

氡温泉耐辐射嗜热微生物的分类鉴定及其耐辐射机制的初步研究    杨龙

东海海域具潜在应用价值的微生物筛选与鉴定    刘双霜

工业微生物混合发酵的研究进展    朱博;李强;

影响牛粪高浓度水解酸化过程中乙酸含量的因素研究    李文哲;王忠江;王丽丽;夏吉庆;关正军;

复合菌系MC1预处理对玉米秸秆厌氧发酵产甲烷效率的提高    袁旭峰;高瑞芳;李培培;朱万斌;王小芬;崔宗均;

复合菌系XDC-2分解未经化学处理的水稻秸秆    王慧;刘小平;郭鹏;高瑞芳;王小芬;崔宗均;

双歧杆菌与乳酸菌混合发酵胡萝卜汁牛乳饮料的工艺研究    李雅乾;田洪涛;田益玲;孙纪录;翟硕莉;

生态工程领域微生物菌剂研究进展    文娅;赵国柱;周传斌;曹爱新;

土壤解磷微生物混合培养条件的优化    胡晓蕊;韩梅;韩晓日;

微生物混合培养及其应用    冯树,周樱桥,张忠泽

产氢产乙酸菌ZR-1的分离鉴定及产酸特性    习彦花;程辉彩;张丽萍;崔冠慧;马金亮;

多株功能菌的混合培养    冯栩;李旭东;曾抗美;刘庆华;

产氢产乙酸互营共培养体的选育及其应用基础研究    孙倩

沼气发酵过程微生物作用研究    杨磊

肠球菌在家蚕消化道中的分布    鲁兴萌,金伟,钱永华,贡成良

家蚕肠球菌对微孢子虫体外发芽的抑制作用    鲁兴萌,汪方炜

微粒子病家蚕消化道内肠球菌的分布    鲁兴萌,黄少康,汪方炜,孙振国,张凡,陈盛禄

家蚕来源肠球菌DNA多态性的RAPD分析    王彦文,鲁兴萌,牟志美,V Shyam Kumar

SPF猪及其展望    王秀利

嗜热毛壳菌(Chaetomium thermophile)液体发酵产生纤维素酶及酶学性质的研究    路梅,李多川

城市生活垃圾堆肥化处理    陈世和;

一种改进的纤维素分解菌鉴别培养基    陈敏

黑胸散白蚁幼期不同品级的发育和分化    刘源智,彭心赋,唐国清,彭小涛

家蚕肠道菌群的研究    李蒙英,许宏庆,虞晓华,王懿仁

一株纤维素降解菌的筛选及其在沼气应用中的研究    李世密;寇巍;张晓健;卞永存;张大雷;

液体粪便沼气发酵微生物生理群的动态情况分析    王爱华;杨克美;王永;陈世中;王洪志;种洪栋;刘鲁术;文勇立;蔡自建;

新建沼气池发酵与沼液喂猪的规范    郑永英;王怀亮;卢士彬;

家用沼气池基本知识讲座 第三讲 沼气发酵与投料技术    

牛粪在沼气发酵过程中的水解酶酶活变化研究    张无敌,宋洪川,尹芳,卢怡,徐庆贤,李建昌

沼气知识十问    王国启;李静;齐静芝;陈溪桥;董艳香;

搅拌对沼气发酵的影响    苏宜虎;陈晓东;马洪儒;

偏低温沼气发酵促进剂的初步研究    杨鹏可;周静;胡梦;邓斌;张宿义;胡承;

大力兴办沼气 开发农村能源    张国干;陈保良;

“全秸秆启动的沼气发酵工艺研究”的成果通过鉴定    黄夔;李健;

沼气发酵对屠宰场混合物的实验研究    阮越强;马煜;张无敌;尹芳;徐锐;李建昌;陈玉保;刘士清;

沼气发酵综合处理养鹅场粪便污水的设计    苏有勇;吴桢芬;孔琳;

消毒剂对养殖场粪污产沼气的影响    张京景;苏有勇;孔琳;陈飞;李昊;

生物强化法处理废水技术研究进展    王毅;

沼气发酵在生态农业中的应用    李顺鹏;何健;崔中利;

小桐子种子半连续沼气发酵的实验研究    薛文俊;马煜;张无敌;尹芳;徐锐;刘士清;李建昌;陈玉保;何福全;

生物强化法处理废水技术研究进展    王毅;

象粪中温发酵产沼气的实验研究    杨斌;马煜;张无敌;徐锐;尹芳;陈玉保;李建昌;刘士清;

黑曲霉处理稻草秸秆提高沼气发酵产气率的研究    胡晓明;张无敌;高正卿;何桂源;陈勇;和智明;

香蕉杆厌氧发酵产沼气的实验研究    张啸;杨斌;马煜;徐锐;尹芳;李建昌;陈玉保;刘士清;张无敌;

创造适宜的沼气发酵环境    夏娥儿

沼气发酵 细节问题要处理好    成安一中 程增亮

应重视沼气发酵原料预处理    唐山市丰润区新能源办公室 曹新庭

如何制备沼气发酵接种物    巩存忠

高平沼气秸秆气建设稳步推进    张渊夫李强

头枕青山不烧柴    熊云

沼肥是个宝 切莫浪费了    通讯员 肖淋文

点燃富民蓝色火焰    司勇

见识“沼气猪圈”    本报记者　 李先昭 本报通讯员　 张军

沼液在种植业中的应用    

同步代谢秸秆木糖和葡萄糖的产氢新菌种及其产氢特性    许继飞

同步代谢秸秆木糖和葡萄糖的产氢新菌种及其产氢特性    许继飞

生物菌剂的构建及其在污水处理中的生物强化效能    郭静波

厌氧发酵产氢菌筛选及产氢菌突变体库构建    刘洪艳

乙醇型发酵群落分析及产乙醇杆菌功能基因表达研究    赵鑫

高效利用玉米秸秆的产氢菌种及其产氢性能研究    曹广丽

高效利用玉米秸秆的产氢菌种及其产氢性能研究    曹广丽

微小空间内光合细菌产氢行为及鼓泡强化产氢实验研究    屈晓凡

鞘氨醇单胞菌降解溴氨酸及强化体系DNA指纹解析    曲媛媛

超微秸秆光合生物产氢体系多相流数值模拟与流变特性实验研究    荆艳艳

沼气系统生物强化及相关研究    程林

高效纤维素降解复合菌剂的筛选及在秸秆沼气发酵中的应用    周锐

糖蜜废水制氢系统的调控及其生物强化    郭子瑞

高效厌氧纤维素降解菌复合菌系的构建及应用研究    张宁

消毒剂对沼气发酵影响的试验研究    张京景

沼气发酵及分离提纯技术研究    谭风光

餐饮废弃物沼气发酵特性研究    常国璋

发酵产氢菌的分离及其产氢研究    马生华

厌氧发酵产氢反应器连续运行及产氢菌的分离鉴定    秦丹

暗发酵生物产氢系统的参数优化    吴黎阳