本書圍繞調(diào)控典型城鎮(zhèn)有機(jī)廢物的生物轉(zhuǎn)化過程，以制備不同類型的高值化學(xué)品為目標(biāo)，通過構(gòu)建相應(yīng)的功能微生物菌群，建立混合微生物的代謝調(diào)控方法，揭示有機(jī)廢物高值生物轉(zhuǎn)化的調(diào)控原理，為城鎮(zhèn)有機(jī)廢物高值生物轉(zhuǎn)化提供理論與技術(shù)指導(dǎo)，助推我國“無廢城市”建設(shè)及“碳中和”目標(biāo)的實現(xiàn)。
主持了國家重點研發(fā)計劃、國家杰出青年科學(xué)基金、國家863計劃、國家水污染控制與治理重大專項、國家萬人計劃等項目。
目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 城鎮(zhèn)有機(jī)廢物的產(chǎn)量及環(huán)境風(fēng)險 1
1.1.1 城鎮(zhèn)有機(jī)廢物的產(chǎn)量及類別 1
1.1.2 城鎮(zhèn)有機(jī)廢物的環(huán)境風(fēng)險 2
1.2 城鎮(zhèn)有機(jī)廢物的處理處置相關(guān)政策及發(fā)展現(xiàn)狀 3
1.2.1 城鎮(zhèn)有機(jī)廢物的相關(guān)政策法規(guī) 3
1.2.2 城鎮(zhèn)有機(jī)廢物處理處置發(fā)展現(xiàn)狀 4
第2章 城鎮(zhèn)有機(jī)廢物轉(zhuǎn)化為乙酸的調(diào)控方法與原理 8
2.1 pH調(diào)控城鎮(zhèn)有機(jī)廢物發(fā)酵產(chǎn)酸 8
2.1.1 pH對城鎮(zhèn)有機(jī)廢物厭氧發(fā)酵產(chǎn)酸的影響 8
2.1.2 厭氧發(fā)酵系統(tǒng)的氨氮和正磷酸鹽釋放與碳平衡 10
2.1.3 堿性pH促進(jìn)城鎮(zhèn)有機(jī)廢物厭氧發(fā)酵產(chǎn)酸動力學(xué)特征 11
2.1.4 堿性pH促進(jìn)城鎮(zhèn)有機(jī)廢物厭氧發(fā)酵產(chǎn)酸機(jī)理 21
2.1.5 含乙酸發(fā)酵液的分離 25
2.2 表面活性劑調(diào)控城鎮(zhèn)有機(jī)廢物發(fā)酵產(chǎn)酸 37
2.2.1 表面活性劑對城鎮(zhèn)有機(jī)廢物厭氧發(fā)酵產(chǎn)酸影響 37
2.2.2 表面活性劑作用下厭氧發(fā)酵系統(tǒng)的氮和磷釋放與碳平衡 40
2.2.3 表面活性劑促進(jìn)城鎮(zhèn)有機(jī)廢物厭氧產(chǎn)酸動力學(xué)特征 41
2.2.4 表面活性劑促進(jìn)城鎮(zhèn)有機(jī)廢物厭氧發(fā)酵產(chǎn)酸機(jī)理 47
2.3 腐殖酸調(diào)控城鎮(zhèn)有機(jī)廢物發(fā)酵產(chǎn)酸 57
2.3.1 腐殖酸對城鎮(zhèn)有機(jī)廢物厭氧發(fā)酵產(chǎn)酸影響 57
2.3.2 腐殖酸促進(jìn)城鎮(zhèn)有機(jī)廢物發(fā)酵產(chǎn)酸機(jī)理 69
第3章 城鎮(zhèn)有機(jī)廢物轉(zhuǎn)化為丙酸的調(diào)控方法與原理 80
3.1 城鎮(zhèn)有機(jī)廢物室溫發(fā)酵產(chǎn)丙酸 80
3.1.1 室溫發(fā)酵產(chǎn)丙酸的方法 80
3.1.2 室溫發(fā)酵產(chǎn)丙酸影響因素研究 81
3.1.3 室溫發(fā)酵產(chǎn)丙酸關(guān)鍵因素優(yōu)化 87
3.1.4 城鎮(zhèn)有機(jī)廢物發(fā)酵產(chǎn)丙酸的第一階段過程分析 96
3.2 城鎮(zhèn)有機(jī)廢物中溫發(fā)酵產(chǎn)丙酸 104
3.2.1 溫度影響城鎮(zhèn)有機(jī)廢物發(fā)酵產(chǎn)丙酸規(guī)律 104
3.2.2 溫度影響城鎮(zhèn)有機(jī)廢物發(fā)酵的機(jī)制 105
3.2.3 短時熱預(yù)處理促進(jìn)中溫發(fā)酵產(chǎn)丙酸的方法 109
3.2.4 熱預(yù)處理促進(jìn)中溫發(fā)酵產(chǎn)丙酸的機(jī)理 110
3.3 基于Ca(OH)2調(diào)控的城鎮(zhèn)有機(jī)廢物中溫發(fā)酵產(chǎn)丙酸 111
3.3.1 發(fā)酵混合液固液分離的方法 112
3.3.2 分離后的上清液產(chǎn)丙酸的方法 113
第4章 城鎮(zhèn)有機(jī)廢物轉(zhuǎn)化為乳酸的調(diào)控方法與原理 118
4.1 pH與溫度調(diào)控城鎮(zhèn)有機(jī)廢物發(fā)酵產(chǎn)乳酸 118
4.1.1 影響城鎮(zhèn)有機(jī)廢物發(fā)酵產(chǎn)乳酸因素 118
4.1.2 城鎮(zhèn)有機(jī)廢物定向發(fā)酵產(chǎn)乳酸的代謝過程分析 125
4.2 陰極電發(fā)酵調(diào)控城鎮(zhèn)有機(jī)廢物發(fā)酵產(chǎn)乳酸 130
4.2.1 陰極電壓影響城鎮(zhèn)有機(jī)廢物產(chǎn)乳酸效能 130
4.2.2 陰極電發(fā)酵調(diào)控城鎮(zhèn)有機(jī)廢物產(chǎn)乳酸代謝過程分析 131
4.3 零價鐵調(diào)控城鎮(zhèn)有機(jī)廢物發(fā)酵產(chǎn)乳酸 133
4.3.1 零價鐵影響城鎮(zhèn)有機(jī)廢物產(chǎn)乳酸的因素 133
4.3.2 零價鐵調(diào)控城鎮(zhèn)有機(jī)廢物發(fā)酵產(chǎn)乳酸的過程分析 135
4.4 發(fā)酵方式調(diào)控城鎮(zhèn)有機(jī)廢物發(fā)酵產(chǎn)乳酸 137
4.4.1 發(fā)酵方式對產(chǎn)乳酸的影響 137
4.4.2 氮素強(qiáng)化循環(huán)批式發(fā)酵積累乳酸 142
第5章 城鎮(zhèn)有機(jī)廢物轉(zhuǎn)化為PHA的調(diào)控方法與原理 149
5.1 活性污泥微生物合成PHA方法選擇 150
5.1.1 合成PHA的活性污泥馴化 150
5.1.2 合成PHA污泥的篩選 153
5.1.3 好氧活性污泥合成PHA的主要影響因素 155
5.2 好氧活性污泥利用城鎮(zhèn)有機(jī)廢物發(fā)酵液合成PHA的工藝條件 157
5.2.1 兩種好氧活性污泥工藝合成PHA的比較 157
5.2.2 AFD工藝合成PHA的參數(shù)優(yōu)化 159
5.2.3 最佳條件下的PHA合成及其理化性質(zhì) 163
5.3 發(fā)酵液主要有機(jī)組分在PHA合成中的作用及微生物解析 164
5.3.1 發(fā)酵液主要有機(jī)組分對PHA合成影響 164
5.3.2 PHA合成微生物的系統(tǒng)發(fā)育分析 166
第6章 城鎮(zhèn)有機(jī)廢物高效轉(zhuǎn)化為氫氣的調(diào)控方法與原理 168
6.1 基于pH調(diào)控城鎮(zhèn)有機(jī)廢物厭氧暗發(fā)酵產(chǎn)氫 168
6.1.1 城鎮(zhèn)有機(jī)廢物的熱預(yù)處理 168
6.1.2 城鎮(zhèn)有機(jī)廢物在不同初始pH厭氧發(fā)酵產(chǎn)氫 170
6.1.3 城鎮(zhèn)有機(jī)廢物在不同恒定pH厭氧發(fā)酵產(chǎn)氫 177
6.1.4 pH調(diào)控城鎮(zhèn)有機(jī)廢物厭氧暗發(fā)酵產(chǎn)氫的微生物機(jī)制 183
6.2 基于碳氮比和pH調(diào)控城鎮(zhèn)有機(jī)廢物厭氧暗發(fā)酵產(chǎn)氫 185
6.2.1 碳氮比及pH聯(lián)合作用的影響 186
6.2.2 碳氮比及pH聯(lián)合調(diào)控促進(jìn)厭氧暗發(fā)酵產(chǎn)氫的原理 189
6.3 光合細(xì)菌利用發(fā)酵液光合產(chǎn)氫 191
6.3.1 光合細(xì)菌利用暗發(fā)酵產(chǎn)氫后發(fā)酵液光合產(chǎn)氫 191
6.3.2 光合細(xì)菌利用調(diào)節(jié)C/N暗發(fā)酵產(chǎn)氫后發(fā)酵液光合產(chǎn)氫 205
6.3.3 城鎮(zhèn)有機(jī)廢物兩階段（暗/光合）發(fā)酵產(chǎn)氫 208
第7章 城鎮(zhèn)有機(jī)廢物高效轉(zhuǎn)化為甲烷的調(diào)控方法與原理 210
7.1 堿性發(fā)酵預(yù)處理提高城鎮(zhèn)有機(jī)廢物間歇產(chǎn)甲烷 210
7.1.1 不同預(yù)處理對產(chǎn)甲烷的影響 212
7.1.2 污泥堿性發(fā)酵大幅度促進(jìn)產(chǎn)甲烷的原理 213
7.1.3 污泥堿性發(fā)酵及產(chǎn)甲烷過程的H2S產(chǎn)生與藥劑用量 219
7.2 堿性發(fā)酵預(yù)處理提高城鎮(zhèn)有機(jī)廢物半連續(xù)產(chǎn)甲烷 221
7.2.1 不同負(fù)荷下的產(chǎn)甲烷效率 221
7.2.2 最佳產(chǎn)甲烷條件下的微生物學(xué)特性 221
7.3 堿性發(fā)酵預(yù)處理提高城鎮(zhèn)有機(jī)廢物連續(xù)產(chǎn)甲烷 223
7.3.1 不同厭氧反應(yīng)器的甲烷產(chǎn)量比較 225
7.3.2 EGSB反應(yīng)器高效連續(xù)產(chǎn)甲烷的原理 226
7.4 L-半胱氨酸促進(jìn)城鎮(zhèn)有機(jī)廢物轉(zhuǎn)化為甲烷 229
7.4.1 氨基酸及其構(gòu)型對產(chǎn)甲烷的影響 229
7.4.2 L-半胱氨酸促進(jìn)城鎮(zhèn)有機(jī)廢物轉(zhuǎn)化為甲烷的工藝條件 247
7.4.3 L-半胱氨酸促進(jìn)城鎮(zhèn)有機(jī)廢物轉(zhuǎn)化為甲烷的原理 252
第8章 新污染物對城鎮(zhèn)有機(jī)廢物高值生物轉(zhuǎn)化的影響與機(jī)理 258
8.1 PAHs對城鎮(zhèn)有機(jī)廢物厭氧發(fā)酵產(chǎn)酸的影響及其作用機(jī)理 258
8.1.1 PAHs對污泥厭氧發(fā)酵產(chǎn)酸效果的影響 259
8.1.2 PAHs促進(jìn)污泥厭氧發(fā)酵產(chǎn)酸的機(jī)制 262
8.2 功能納米顆粒對城鎮(zhèn)有機(jī)廢物發(fā)酵產(chǎn)酸的影響與機(jī)制 266
8.2.1 功能納米顆粒對污泥理化性質(zhì)的影響 267
8.2.2 功能納米顆粒對污泥厭氧發(fā)酵產(chǎn)酸效果的影響 271
8.2.3 功能納米顆粒影響污泥厭氧發(fā)酵產(chǎn)酸的機(jī)制 273
8.3 功能納米顆粒對城鎮(zhèn)有機(jī)廢物厭氧消化的影響與機(jī)制 279
8.3.1 功能納米顆粒對污泥產(chǎn)甲烷的長期影響 279
8.3.2 功能納米顆粒影響污泥產(chǎn)甲烷的機(jī)制 280
8.4 功能納米顆粒對城鎮(zhèn)有機(jī)廢物厭氧消化過程ARGs演變影響及機(jī)理 283
8.4.1 功能納米顆粒對厭氧消化過程中目標(biāo)ARGs演變的影響 284
8.4.2 功能納米顆粒影響厭氧消化過程目標(biāo)ARGs演變的機(jī)制 287
參考文獻(xiàn) 301
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