| 摘要 | 第4-6页 |
| Abstract | 第6-7页 |
| 第1章 绪论 | 第16-37页 |
| 1.1 课题来源 | 第16页 |
| 1.2 课题背景 | 第16-21页 |
| 1.2.1 污水处理产业的能源消耗现状 | 第16-17页 |
| 1.2.2 新型低能耗污水处理工艺系统 | 第17-20页 |
| 1.2.3 污水能源回收的工艺目标 | 第20-21页 |
| 1.3 污水厌氧产甲烷技术的研究现状 | 第21-26页 |
| 1.3.1 厌氧消化基本原理及相关功能菌群 | 第21-23页 |
| 1.3.2 污水厌氧产甲烷工艺的技术瓶颈 | 第23-25页 |
| 1.3.3 污水产甲烷过程关键限制因素及强化方法 | 第25-26页 |
| 1.4 微生物电化学强化厌氧消化的研究现状 | 第26-29页 |
| 1.4.1 微生物电化学系统概述 | 第26-27页 |
| 1.4.2 厌氧-微生物电化学耦合工艺研究现状 | 第27-28页 |
| 1.4.3 微生物电化学系统促进污水产甲烷的关键问题 | 第28-29页 |
| 1.5 导电材料强化厌氧消化的研究现状 | 第29-35页 |
| 1.5.1 产甲烷菌与互营细菌直接种间电子传递机理 | 第30-32页 |
| 1.5.2 添加导电材料对厌氧体系产甲烷效能的促进作用 | 第32-33页 |
| 1.5.3 导电材料促进污水产甲烷的关键问题 | 第33-35页 |
| 1.6 本文的研究背景、目的和意义 | 第35页 |
| 1.7 本文的主要研究内容和技术路线 | 第35-37页 |
| 1.7.1 主要研究内容 | 第35-36页 |
| 1.7.2 技术路线 | 第36-37页 |
| 第2章 实验材料与方法 | 第37-53页 |
| 2.1 实验装置及启动运行方式 | 第37-40页 |
| 2.1.1 完全混合式单极室MEC反应器 | 第37-38页 |
| 2.1.2 改良型厌氧生物滤池反应器 | 第38-39页 |
| 2.1.3 UASB-MEC耦合反应器 | 第39-40页 |
| 2.2 实验所用污水性质 | 第40-42页 |
| 2.2.1 反应器启动营养液 | 第40页 |
| 2.2.2 模拟污水 | 第40-41页 |
| 2.2.3 剩余污泥产酸发酵液 | 第41页 |
| 2.2.4 生活污水 | 第41-42页 |
| 2.3 实验设计 | 第42-46页 |
| 2.3.1 微生物电化学反应对厌氧产甲烷的促进作用分析实验 | 第42-43页 |
| 2.3.2 导电载体对厌氧产甲烷的促进作用及影响因素分析实验 | 第43-44页 |
| 2.3.3 微生物电化学单元关键参数优化实验 | 第44-45页 |
| 2.3.4 UASB-MEC耦合反应器电极位置优化及处理污泥发酵液实验 | 第45页 |
| 2.3.5 改良型厌氧生物滤池反应器HRT优化及处理生活污水实验 | 第45-46页 |
| 2.4 实验仪器与实验试剂 | 第46-47页 |
| 2.4.1 实验仪器设备 | 第46-47页 |
| 2.4.2 实验试剂 | 第47页 |
| 2.5 电化学分析方法 | 第47-48页 |
| 2.6 生物膜样品采集及微生物群落结构分析方法 | 第48-49页 |
| 2.6.1 生物膜采集方法 | 第48页 |
| 2.6.2 总生物量测定方法 | 第48-49页 |
| 2.6.3 生物样品的古菌与细菌测序 | 第49页 |
| 2.7 化学分析方法 | 第49-51页 |
| 2.7.1 气体组分测定方法 | 第49-50页 |
| 2.7.2 常规水质测定方法 | 第50页 |
| 2.7.3 挥发性脂肪酸测定方法 | 第50页 |
| 2.7.4 AO7及其脱色产物浓度测定方法 | 第50-51页 |
| 2.8 计算方法 | 第51-53页 |
| 第3章 微生物电化学反应对厌氧产甲烷的促进作用及其机制解析 | 第53-80页 |
| 3.1 引言 | 第53页 |
| 3.2 微生物电化学反应对厌氧产甲烷体系的影响 | 第53-58页 |
| 3.2.1 启动阶段微生物电化学反应对产甲烷效能的影响 | 第53-55页 |
| 3.2.2 启动后微生物电化学反应对产甲烷效能的贡献 | 第55-56页 |
| 3.2.3 微生物电化学反应对厌氧微生物群落组成的影响 | 第56-58页 |
| 3.3 模型建立及动力学模拟 | 第58-71页 |
| 3.3.1 模型假设与模型基本描述 | 第58-61页 |
| 3.3.2 状态变量的设定 | 第61-62页 |
| 3.3.3 动力学参数的选取 | 第62-65页 |
| 3.3.4 动力学方程的建立 | 第65-68页 |
| 3.3.5 动力学参数求解 | 第68-69页 |
| 3.3.6 动力学模拟结果 | 第69-71页 |
| 3.4 厌氧功能菌群在载体表面富集过程的动态模拟 | 第71-75页 |
| 3.4.1 功能菌群富集过程的动力学模拟 | 第71-74页 |
| 3.4.2 模拟结果的可靠性验证 | 第74-75页 |
| 3.5 微生物电化学反应对甲烷发酵过程的影响机制解析 | 第75-77页 |
| 3.5.1 发酵产物组成 | 第75-76页 |
| 3.5.2 甲烷发酵过程电子平衡 | 第76-77页 |
| 3.6 微生物电化学体系强化厌氧产甲烷工艺关键问题的解析 | 第77-78页 |
| 3.7 本章小结 | 第78-80页 |
| 第4章 导电载体对厌氧产甲烷的促进作用及其关键影响因素研究 | 第80-108页 |
| 4.1 引言 | 第80页 |
| 4.2 导电载体、外电压与AO7对反应器运行效能的影响 | 第80-89页 |
| 4.2.1 产甲烷效能分析 | 第80-82页 |
| 4.2.2 碳源转化效能分析 | 第82-85页 |
| 4.2.3 外加电压实验组的电化学效能分析 | 第85-86页 |
| 4.2.4 无AO7以及无外电压对照实验结果 | 第86-89页 |
| 4.3 导电载体、外电压与AO7对微生物群落结构的影响 | 第89-101页 |
| 4.3.1 生物量及微生物产甲烷活性分析 | 第89-91页 |
| 4.3.2 古菌群落结构分析 | 第91-95页 |
| 4.3.3 细菌群落结构分析 | 第95-101页 |
| 4.4 导电载体对厌氧产甲烷体系的促进作用解析 | 第101页 |
| 4.5 外电压与AO7对厌氧产甲烷体系的协同促进作用解析 | 第101-106页 |
| 4.5.1 特征菌属与生物质表观产甲烷活性之间的关联分析 | 第101-104页 |
| 4.5.2 外加电压与AO7对DIET功能菌属的协同筛选作用 | 第104-105页 |
| 4.5.3 外电压与AO7协同作用产生机理 | 第105-106页 |
| 4.6 导电载体的促进作用对构建产甲烷强化系统的启示 | 第106-107页 |
| 4.7 本章小结 | 第107-108页 |
| 第5章 基于微生物电化学和导电载体的厌氧产甲烷强化系统的构建与优化 | 第108-132页 |
| 5.1 引言 | 第108页 |
| 5.2 微生物电化学单元关键参数优化 | 第108-117页 |
| 5.2.1 阴阳极尺寸比例优化 | 第108-112页 |
| 5.2.2 外加电压优化 | 第112-114页 |
| 5.2.3 阴极材料优化 | 第114-117页 |
| 5.3 UASB-MEC耦合反应器优化及运行效能研究 | 第117-123页 |
| 5.3.1 UASB-MEC耦合反应器电极位置优化 | 第118-120页 |
| 5.3.2 UASB-MEC耦合反应器处理污泥发酵液的运行效能 | 第120-123页 |
| 5.4 改良型厌氧生物滤池优化及运行效能研究 | 第123-127页 |
| 5.4.1 改良型厌氧生物滤池HRT优化 | 第123-126页 |
| 5.4.2 改良型厌氧生物滤池反应器处理生活污水的运行效能 | 第126-127页 |
| 5.5 厌氧产甲烷强化系统的可行性分析 | 第127-130页 |
| 5.5.1 基于微生物电化学系统的产甲烷强化系统的可行性分析 | 第127-128页 |
| 5.5.2 基于导电材料的产甲烷强化系统的可行性分析 | 第128-130页 |
| 5.6 本章小结 | 第130-132页 |
| 结论 | 第132-133页 |
| 展望 | 第133-134页 |
| 参考文献 | 第134-150页 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 | 第150-152页 |
| 致谢 | 第152-153页 |
| 个人简历 | 第153页 |
