生物质厌氧发酵与产物控制技术(精)

厌氧消化作为一种有效且相对简单的生物技术，已经在全世界木质纤维素原料的稳定化、资源化与减量化方面得到广泛应用。但是，由于木质纤维素类物质中顽固性高分子，特别是木质素的存在，使得目前厌氧消化工艺对木质纤维素原料的转化效率不高，消化后有机物的降解率仅有30%~50%。因此，有必要采取适当的预处理措施，提高木质纤维素类原料在厌氧消化过程的转化率，提高其使用效率。

本书在简述生物质特征与资源化利用现状的基础上，系统介绍了厌氧发酵的基本原理、发酵类型与微生物生态等内容，着重介绍了不同预处理技术（物理法、化学法、生物法）、发酵工艺操作情况（如底物浓度、pH）、共发酵技术等对生物质厌氧发酵产酸、厌氧发酵产甲烷及生物质深度发酵产乙醇的影响，并从物料理化性质、有机物增溶、微生物生态群落等多角度对相关原理进行了介绍。此外，本书还对发酵产物控制的近期新研究成果进行了介绍。 本书力图涵盖生物质厌氧发酵基本理论与当前的近期新研究进展，不仅可供环境专业初学生物质厌氧发酵的本科生、研究生学习使用，还可供从事生物质厌氧发酵研究的技术人员参阅。

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第1章 绪论
1.1 生物质资源化的意义
1.2 羧酸盐平台-VFA生产
1.2.1 厌氧发酵机理
1.2.2 厌氧发酵类型及路径
1.2.3 厌氧发酵过程中典型的功能细菌
1.2.4 挥发性脂肪酸的资源化应用
1.3 厌氧发酵影响因素
1.3.1 底物类型
1.3.2 pH
1.3.3 温度
1.3.4 有机负荷
1.4 木质纤维素类来源与特征
1.4.1 纤维素
1.4.2 半纤维素
1.4.3 木质素
第2章 木质纤维素类生物质预处理技术
2.1 生物质预处理方法概述
2.1.1 物理预处理
2.1.2 化学预处理
2.1.3 生物预处理
2.2 白腐真菌预处理木质纤维素类生物质
2.2.1 白腐真菌预处理概述
2.2.2 白腐真菌降解木质素机理
2.2.3 白腐真菌预处理主要影响因素
2.3 瘤胃微生物预处理概述
2.3.1 瘤胃微生物对木质纤维素的降解机制
2.3.2 瘤胃液转化木质纤维素原料
2.4 木质纤维素的利用现状
2.4.1 加工成型
2.4.2 堆肥
2.4.3 粉碎覆盖
2.4.4 食用菌栽培
2.4.5 化工原料转化
2.4.6 直接燃烧
2.4.7 生物质能源转化
第3章 蘑菇渣发酵产酸
3.1 蘑菇渣厌氧发酵产酸
3.1.1 实验材料与方法
3.1.2 底物浓度对蘑菇渣发酵产酸的影响
3.1.3 pH对蘑菇渣发酵产酸的影响
3.2 白腐真菌预处理促进蘑菇渣产酸
3.2.1 实验材料与方法
3.2.2 白腐真菌预处理对蘑菇渣厌氧发酵的影响
3.2.3 白腐真菌预处理蘑菇渣的机理分析
3.3 蘑菇渣和剩余污泥共发酵促进厌氧发酵产酸
3.3.1 实验材料与方法
3.3.2 蘑菇渣与剩余污泥共发酵对产酸的影响
3.3.3 蘑菇渣与剩余污泥共发酵过程中的底物降解规律
3.3.4 共发酵产酸过程的数学模拟
第4章 厌氧发酵定向产丙酸、戊酸机理分析
4.1 实验材料与方法
4.2 厌氧颗粒污泥反应器的稳定运行
4.2.1 反应器内污泥颗粒化过程
4.2.2 不同pH条件下反应器稳定运行概况及产物组成
4.2.3 厌氧颗粒污泥内部结构及生理特征
4.3 微生物群落分析
4.4 批式循环分析
4.5 发酵路径分析
第5章 瘤胃液预处理促进稻草厌氧发酵产酸产甲烷
5.1 实验材料与方法
5.1.1 瘤胃液微生物群落结构分析
5.1.2 瘤胃液预处理后稻草残渣的表面形态和结构分析
5.2 瘤胃液预处理稻草效果
5.2.1 瘤胃液预处理稻草产酸效果
5.2.2 甲烷发酵效果
5.2.3 动力学分析
5.3 底物浓度对瘤胃液预处理过程中挥发性脂肪酸的影响
5.3.1 底物浓度对瘤胃液预处理过程中生物质降解的影响
5.3.2 底物浓度对瘤胃液预处理过程中生物气的影响
5.4 预处理底物浓度对后续厌氧消化产甲烷的影响
5.5 瘤胃液预处理对微生物群落结构的影响
5.5.1 瘤胃液样品基因组DNA提取
5.5.2 PCR扩增结果
5.5.3 优化序列统计
5.5.4 细菌群落丰度及多样性
5.5.5 细菌群落差异性分析
5.5.6 细菌群落组成分析
5.6 瘤胃液预处理稻草残渣特性
5.6.1 瘤胃液预处理前后稻草残渣表观和微观结构
5.6.2 瘤胃液预处理后稻草残渣的化学成分
5.6.3 瘤胃液预处理后稻草残渣的结构
5.6.4 瘤胃液预处理后稻草残渣的结晶度
第6章 白腐真菌预处理促进沼渣发酵产酸
6.1 实验材料与方法
6.2 白腐真菌预处理对沼渣厌氧发酵效果的影响
6.2.1 白腐真菌预处理对沼渣发酵VFA产率的影响
6.2.2 白腐真菌预处理对固体沼渣发酵液中VFA组分的影响
6.2.3 氮磷在厌氧发酵过程中的释放
6.3 白腐真菌预处理沼渣的机理分析
6.3.1 预处理过程中白腐真菌在沼渣上的生长
6.3.2 白腐真菌预处理对沼渣木质纤维素组分的影响
6.3.3 白腐真菌预处理过程中胞外木质素降解酶活性的变化
6.3.4 沼渣表面形态
6.3.5 白腐真菌预处理过程中固体沼渣pH的变化
第7章 微波-碱预处理、超声-碱预处理和球磨预处理方法对瘤胃液预处理稻草残渣产乙醇发酵的影响
7.1 实验材料与方法
7.2 预处理前后稻草残渣的表观结构
7.3 预处理前后稻草残渣主要成分变化
7.4 预处理前后稻草残渣的微观结构
7.5 预处理前后稻草残渣的红外光谱分析
7.6 预处理前后稻草残渣的结晶度
7.7 预处理前后稻草残渣的比表面积
7.8 预处理方法对稻草残渣酶解糖化和乙醇发酵的影响
参考文献