本书围绕调控典型城镇有机废物的生物转化过程，以制备不同类型的高值化学品为目标，通过构建相应的功能微生物菌群，建立混合微生物的代谢调控方法，揭示有机废物高值生物转化的调控原理，为城镇有机废物高值生物转化提供理论与技术指导，助推我国“无废城市”建设及“碳中和”目标的实现。
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主持了国家重点研发计划、国家杰出青年科学基金、国家863计划、国家水污染控制与治理重大专项、国家万人计划等项目。
目录
前言
第1章 绪论 1
1.1 城镇有机废物的产量及环境风险 1
1.1.1 城镇有机废物的产量及类别 1
1.1.2 城镇有机废物的环境风险 2
1.2 城镇有机废物的处理处置相关政策及发展现状 3
1.2.1 城镇有机废物的相关政策法规 3
1.2.2 城镇有机废物处理处置发展现状 4
第2章 城镇有机废物转化为乙酸的调控方法与原理 8
2.1 pH调控城镇有机废物发酵产酸 8
2.1.1 pH对城镇有机废物厌氧发酵产酸的影响 8
2.1.2 厌氧发酵系统的氨氮和正磷酸盐释放与碳平衡 10
2.1.3 碱性pH促进城镇有机废物厌氧发酵产酸动力学特征 11
2.1.4 碱性pH促进城镇有机废物厌氧发酵产酸机理 21
2.1.5 含乙酸发酵液的分离 25
2.2 表面活性剂调控城镇有机废物发酵产酸 37
2.2.1 表面活性剂对城镇有机废物厌氧发酵产酸影响 37
2.2.2 表面活性剂作用下厌氧发酵系统的氮和磷释放与碳平衡 40
2.2.3 表面活性剂促进城镇有机废物厌氧产酸动力学特征 41
2.2.4 表面活性剂促进城镇有机废物厌氧发酵产酸机理 47
2.3 腐殖酸调控城镇有机废物发酵产酸 57
2.3.1 腐殖酸对城镇有机废物厌氧发酵产酸影响 57
2.3.2 腐殖酸促进城镇有机废物发酵产酸机理 69
第3章 城镇有机废物转化为丙酸的调控方法与原理 80
3.1 城镇有机废物室温发酵产丙酸 80
3.1.1 室温发酵产丙酸的方法 80
3.1.2 室温发酵产丙酸影响因素研究 81
3.1.3 室温发酵产丙酸关键因素优化 87
3.1.4 城镇有机废物发酵产丙酸的第一阶段过程分析 96
3.2 城镇有机废物中温发酵产丙酸 104
3.2.1 温度影响城镇有机废物发酵产丙酸规律 104
3.2.2 温度影响城镇有机废物发酵的机制 105
3.2.3 短时热预处理促进中温发酵产丙酸的方法 109
3.2.4 热预处理促进中温发酵产丙酸的机理 110
3.3 基于Ca(OH)2调控的城镇有机废物中温发酵产丙酸 111
3.3.1 发酵混合液固液分离的方法 112
3.3.2 分离后的上清液产丙酸的方法 113
第4章 城镇有机废物转化为乳酸的调控方法与原理 118
4.1 pH与温度调控城镇有机废物发酵产乳酸 118
4.1.1 影响城镇有机废物发酵产乳酸因素 118
4.1.2 城镇有机废物定向发酵产乳酸的代谢过程分析 125
4.2 阴极电发酵调控城镇有机废物发酵产乳酸 130
4.2.1 阴极电压影响城镇有机废物产乳酸效能 130
4.2.2 阴极电发酵调控城镇有机废物产乳酸代谢过程分析 131
4.3 零价铁调控城镇有机废物发酵产乳酸 133
4.3.1 零价铁影响城镇有机废物产乳酸的因素 133
4.3.2 零价铁调控城镇有机废物发酵产乳酸的过程分析 135
4.4 发酵方式调控城镇有机废物发酵产乳酸 137
4.4.1 发酵方式对产乳酸的影响 137
4.4.2 氮素强化循环批式发酵积累乳酸 142
第5章 城镇有机废物转化为PHA的调控方法与原理 149
5.1 活性污泥微生物合成PHA方法选择 150
5.1.1 合成PHA的活性污泥驯化 150
5.1.2 合成PHA污泥的筛选 153
5.1.3 好氧活性污泥合成PHA的主要影响因素 155
5.2 好氧活性污泥利用城镇有机废物发酵液合成PHA的工艺条件 157
5.2.1 两种好氧活性污泥工艺合成PHA的比较 157
5.2.2 AFD工艺合成PHA的参数优化 159
5.2.3 最佳条件下的PHA合成及其理化性质 163
5.3 发酵液主要有机组分在PHA合成中的作用及微生物解析 164
5.3.1 发酵液主要有机组分对PHA合成影响 164
5.3.2 PHA合成微生物的系统发育分析 166
第6章 城镇有机废物高效转化为氢气的调控方法与原理 168
6.1 基于pH调控城镇有机废物厌氧暗发酵产氢 168
6.1.1 城镇有机废物的热预处理 168
6.1.2 城镇有机废物在不同初始pH厌氧发酵产氢 170
6.1.3 城镇有机废物在不同恒定pH厌氧发酵产氢 177
6.1.4 pH调控城镇有机废物厌氧暗发酵产氢的微生物机制 183
6.2 基于碳氮比和pH调控城镇有机废物厌氧暗发酵产氢 185
6.2.1 碳氮比及pH联合作用的影响 186
6.2.2 碳氮比及pH联合调控促进厌氧暗发酵产氢的原理 189
6.3 光合细菌利用发酵液光合产氢 191
6.3.1 光合细菌利用暗发酵产氢后发酵液光合产氢 191
6.3.2 光合细菌利用调节C/N暗发酵产氢后发酵液光合产氢 205
6.3.3 城镇有机废物两阶段（暗/光合）发酵产氢 208
第7章 城镇有机废物高效转化为甲烷的调控方法与原理 210
7.1 碱性发酵预处理提高城镇有机废物间歇产甲烷 210
7.1.1 不同预处理对产甲烷的影响 212
7.1.2 污泥碱性发酵大幅度促进产甲烷的原理 213
7.1.3 污泥碱性发酵及产甲烷过程的H2S产生与药剂用量 219
7.2 碱性发酵预处理提高城镇有机废物半连续产甲烷 221
7.2.1 不同负荷下的产甲烷效率 221
7.2.2 最佳产甲烷条件下的微生物学特性 221
7.3 碱性发酵预处理提高城镇有机废物连续产甲烷 223
7.3.1 不同厌氧反应器的甲烷产量比较 225
7.3.2 EGSB反应器高效连续产甲烷的原理 226
7.4 L-半胱氨酸促进城镇有机废物转化为甲烷 229
7.4.1 氨基酸及其构型对产甲烷的影响 229
7.4.2 L-半胱氨酸促进城镇有机废物转化为甲烷的工艺条件 247
7.4.3 L-半胱氨酸促进城镇有机废物转化为甲烷的原理 252
第8章 新污染物对城镇有机废物高值生物转化的影响与机理 258
8.1 PAHs对城镇有机废物厌氧发酵产酸的影响及其作用机理 258
8.1.1 PAHs对污泥厌氧发酵产酸效果的影响 259
8.1.2 PAHs促进污泥厌氧发酵产酸的机制 262
8.2 功能纳米颗粒对城镇有机废物发酵产酸的影响与机制 266
8.2.1 功能纳米颗粒对污泥理化性质的影响 267
8.2.2 功能纳米颗粒对污泥厌氧发酵产酸效果的影响 271
8.2.3 功能纳米颗粒影响污泥厌氧发酵产酸的机制 273
8.3 功能纳米颗粒对城镇有机废物厌氧消化的影响与机制 279
8.3.1 功能纳米颗粒对污泥产甲烷的长期影响 279
8.3.2 功能纳米颗粒影响污泥产甲烷的机制 280
8.4 功能纳米颗粒对城镇有机废物厌氧消化过程ARGs演变影响及机理 283
8.4.1 功能纳米颗粒对厌氧消化过程中目标ARGs演变的影响 284
8.4.2 功能纳米颗粒影响厌氧消化过程目标ARGs演变的机制 287
参考文献 301
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