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改性生物炭强化餐厨垃圾厌氧消化产沼气性能及作用机制

目录

一、内容综述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．2

1.1餐厨垃圾处理现状．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3

1.2厌氧消化技术在餐厨垃圾处理中的应用．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4

1.3改性生物炭强化厌氧消化的研究价值．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5

二、文献综述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6

2.1国内外研究现状．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．7

2.1.1餐厨垃圾厌氧消化技术研究进展．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．7

2.1.2改性生物炭对厌氧消化影响的研究进展．．．．．．．．．．．．．．．．．．．9

2.2研究空白与不足．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．9

三、实验材料与方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11

3.1实验材料．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．12

3.1.1餐厨垃圾来源与性质．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．13

3.1.2改性生物炭制备及性质表征．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．14

3.2实验方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．15

3.2.1厌氧消化实验设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．16

3.2.2性能评价指标与方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．18

3.2.3作用机制研究手段．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．19

四、改性生物炭强化厌氧消化性能研究．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．20

4.1改性生物炭对厌氧消化过程的影响．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．20

4.1.1甲烷产量及产率提升情况．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．21

4.1.2消化过程稳定性分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．21

4.2改性生物炭对微生物群落结构的影响．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．22

4.2.1微生物群落多样性分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．23

4.2.2关键菌种丰度变化分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．24

五、改性生物炭强化厌氧消化作用机制分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．25

5.1改性生物炭对餐厨垃圾降解性能的影响机制．．．．．．．．．．．．．．．．25

5.1.1生物炭吸附作用分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．26

5.1.2降解酶活性变化分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．27

5.2改性生物炭对厌氧消化过程调控机制．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．28

5.2.1反应速率提升机制．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．29

5.2.2反应路径优化机制．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．30

六、实验结果讨论与对比分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．31

6.1实验结果分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．33

6.1.1改性生物炭强化厌氧消化实验结果汇总．．．．．．．．．．．．．．．．．．34

6.1.2结果分析与解读．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．35

6.2与其他研究对比．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．36

七、结论与展望．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．38

一、内容综述

随着全球对可持续能源需求的日益增长，生物资源的有效利用成为重要的研究方向之一。其中，餐厨垃圾作为城市生活垃圾的重要组成部分，其处理与资源化利用受到了广泛关注。改性生物炭作为一种新型环保材料，在提高餐厨垃