生物电化学厌氧消化的应用现状与研究进展 被引量：1

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作者 李蕾 罗思晗 +4 位作者 叶文杰 孙惠 陈颜子云 王小铭 彭绪亚 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期2568-2579,共12页

调研了近年来报道的生物电化学厌氧消化经典案例,梳理了该系统的构型及工作原理;讨论了其解抑增效潜能及机理;分析了外加电压、电极材料及布置间距等对系统强化效果的影响.目前,生物电化学厌氧消化系统通常可将厌氧消化甲烷产率产量提高... 调研了近年来报道的生物电化学厌氧消化经典案例,梳理了该系统的构型及工作原理;讨论了其解抑增效潜能及机理;分析了外加电压、电极材料及布置间距等对系统强化效果的影响.目前,生物电化学厌氧消化系统通常可将厌氧消化甲烷产率产量提高0.15~8.6倍,提升沼气中的甲烷含量至原来的1.2~1.6倍.外加电极及电压造成的功能微生物富集和电子高效传递是系统性能强化的主要原因.有鉴于此,电压和电极材料是系统效能的主要影响因素.该系统的规模化运行受到经济性制约,后期探索间歇供电、新能源供电、峰谷电等用电策略或形式;研发利于微生物富集但不易结垢的电极材料,创新电极组件摆放或嵌入型式等可能对该系统的工程化应用具有重要促进作用. 展开更多

关键词 生物电化学厌氧消化 技术原理 系统效能 强化机理 影响因素

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电压和电流对连续电化学厌氧消化的影响 被引量：2

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作者 刘海波 龙宪钢 +2 位作者 许坤德 郑金柱 李建昌 《应用化工》 CAS CSCD 北大核心 2021年第8期2098-2101,2107,共5页

电解电压和电流是连续电化学厌氧消化的重要电化学参数,通过影响厌氧消化电活性微生物活性进而影响电化学厌氧消化。研究改变电压和电流,在35℃下运行连续电化学厌氧消化(EAD),分析了不同条件下的产气量、组分含量、底物消耗率及甲烷产... 电解电压和电流是连续电化学厌氧消化的重要电化学参数,通过影响厌氧消化电活性微生物活性进而影响电化学厌氧消化。研究改变电压和电流,在35℃下运行连续电化学厌氧消化(EAD),分析了不同条件下的产气量、组分含量、底物消耗率及甲烷产率。结果表明,电压的提高有利于EAD体系内电活性微生物的生长进而促进产生电流,4.0 V时EAD产甲烷最高,电活性微生物活性最强与甲烷产率最佳;当电压继续升高至5.0 V与6.0 V,电压过高抑制反应体系类电活性微生物活性,甲烷产率下降。增加电流运行的EAD均有较高的底物消耗率和较高的甲烷产率。 展开更多

关键词 电化学厌氧消化(EAD) 电压 电流 甲烷产率

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底物浓度和水力滞留时间对电化学厌氧消化的影响 被引量：3

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作者 刘海波 龙宪钢 +2 位作者 许坤德 郑金柱 李建昌 《现代化工》 CAS CSCD 北大核心 2021年第7期149-152,157,共5页

采用电化学厌氧消化(EAD)连续发酵工艺,以乙酸钠为底物,在温度为35℃、pH为中性的条件下,考察底物质量浓度和水力滞留时间对电化学厌氧消化的影响,分析了不同条件下的产气量、气体含量、底物利用率及产甲烷转化率。结果表明,当底物质量... 采用电化学厌氧消化(EAD)连续发酵工艺,以乙酸钠为底物,在温度为35℃、pH为中性的条件下,考察底物质量浓度和水力滞留时间对电化学厌氧消化的影响,分析了不同条件下的产气量、气体含量、底物利用率及产甲烷转化率。结果表明,当底物质量浓度从15 g/L增加到25 g/L时,甲烷体积分数先增加后减少,甲烷产率一直降低,导致电化学厌氧消化的降解效果降低。延长水力滞留时间能提高电化学厌氧消化的效果,促进底物在反应体系内的充分氧化分解,提高甲烷产率,但反应器运行效率会减小。 展开更多

关键词 电化学厌氧消化(EAD) 水力滞留时间 底物浓度 甲烷产率

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电化学厌氧消化的研究进展 被引量：1

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作者 龙宪钢 许坤德 +2 位作者 杨思霞 刘海波 李建昌 《水处理技术》 CAS CSCD 北大核心 2022年第3期30-35,共6页

电化学厌氧消化(EAD)是一项利用微生物电解池(MEC)促进厌氧消化(AD)的新技术,同时也是一项解决全球变暖和能源危机的绿色可持续发展技术;通过近年的研究发现,EAD技术不仅可以显著提高有机物的降解率和能源的回收率,还能大幅度提高沼气中... 电化学厌氧消化(EAD)是一项利用微生物电解池(MEC)促进厌氧消化(AD)的新技术,同时也是一项解决全球变暖和能源危机的绿色可持续发展技术;通过近年的研究发现,EAD技术不仅可以显著提高有机物的降解率和能源的回收率,还能大幅度提高沼气中CH4含量,并降低CO2含量,这已然成为AD领域的研究热点;然而,该技术的发展目前仍处于起步阶段,材料昂贵、工程化和规模化应用困难等问题对其实际应用提出了各方面的挑战;因此,本文对EAD技术在近年来的发展现状,及其在实验室和实际工程运行中的影响因素做了全面的总结,同时,指出了当前开发实用的EAD系统所面临的挑战,最后,对该技术在未来的研究和应用方向方面作出了展望。 展开更多

关键词 电化学厌氧消化(EAD) 微生物电解池(MEC) MEC-AD耦合系统 甲烷

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电化学厌氧消化代谢途径中关键节点处酶活性的研究

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作者 刘海波 刘洪周 +2 位作者 王楠 陈铁柱 李建昌 《环境化学》 CAS CSCD 北大核心 2023年第9期3179-3187,共9页

本研究以活性污泥作为接种物,葡萄糖作为底物,电解电压作为扰动因素,采用通量平衡分析(FBA)的方法,构建电化学厌氧消化(EAD)的代谢网络,并对其通量平衡分析和关键代谢节点的信息进行研究.此外,针对特定关键节点的通量变化情况,结合EAD... 本研究以活性污泥作为接种物,葡萄糖作为底物,电解电压作为扰动因素,采用通量平衡分析(FBA)的方法,构建电化学厌氧消化(EAD)的代谢网络,并对其通量平衡分析和关键代谢节点的信息进行研究.此外,针对特定关键节点的通量变化情况,结合EAD体系中关键酶活性变化进行分析.实验结果表明,通过对EAD体系的FBA和关键节点进行研究,发现EAD体系中CH_(4)的合成途径是以乙酸转化途径占主导地位,其次为H_(2)还原CO_(2)途径,EAD体系的这两条途径的占CH_(4)产生总量的64.95%和35.05%.在关键酶活性检测中,关键酶的活性与产甲烷途径显示出较好的一致性.在0.6 V扰动下,关键酶活性都有所增加,催化微生物体内反应加快,与代谢通量变化有较高的相关性.研究还发现在电压扰动下EAD体系中H_(2)还原CO_(2)产生的产甲烷通量13.44%和12.76%均高于对照组5.97%,进而提升了EAD系统的整体产甲烷能力. 展开更多

关键词 电化学厌氧消化(EAD) 代谢通量分析 酶活性

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电解电压对电化学厌氧消化的影响

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作者 许坤德 杨思霞 +3 位作者 王华斌 龙宪钢 刘海波 李建昌 《环境科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2021年第8期124-130,共7页

该文采用批量发酵实验,以厌氧活性污泥为接种物,乙酸为碳源,研究了不同电解电压对电化学厌氧消化(EAD)产甲烷性能的影响。结果表明,在电解电压为1.0 V时,CH_(4)含量可达85.3%,相比对照组提高了14.4%,而CO_(2)含量可低至10%,相比对照组... 该文采用批量发酵实验,以厌氧活性污泥为接种物,乙酸为碳源,研究了不同电解电压对电化学厌氧消化(EAD)产甲烷性能的影响。结果表明,在电解电压为1.0 V时,CH_(4)含量可达85.3%,相比对照组提高了14.4%,而CO_(2)含量可低至10%,相比对照组降低了7%。与对照组相比,实验组(0.2~1.6 V)的理论甲烷转化率和比产甲烷速率均有不同程度的提高,且在0.4~1.4 V电压区间的提高程度较大。通过电化学特性和微生物分析发现,当电解电压超过0.4 V时,EAD回路中才会有电流形成,这可能是EAD阳极表面电活性微生物附着生长且与电极进行电子传递的结果。此外,EAD阳极膜生物量越高,其电化学活性也越强,回路中的电流也就越大,相应的产甲烷转化率和比产甲烷速率也越高。 展开更多

关键词 电解电压 厌氧消化 电化学厌氧消化 电化学活性 产甲烷

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羔羊消化酶发育规律及其影响因素 被引量：6

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作者 林英庭 朱风华 王利华 《中国草食动物科学》 CAS 2014年第S1期16-21,共6页

羔羊培育是养羊生产的关键生产环节,羔羊的科学饲养必须符合羊的消化生理特点。虽然对于成年羊来讲,饲料中营养物质的消化方式主要依赖于瘤胃微生物的消化,但从本质上说,养分的消化方式仍然是化学消化(酶消化)。饲料中的各种养分在羊消... 羔羊培育是养羊生产的关键生产环节,羔羊的科学饲养必须符合羊的消化生理特点。虽然对于成年羊来讲,饲料中营养物质的消化方式主要依赖于瘤胃微生物的消化,但从本质上说,养分的消化方式仍然是化学消化(酶消化)。饲料中的各种养分在羊消化道中都必须在各种酶(包括自身酶及微生物酶)的作用下,分解为容易被羊消化道吸收的小分子化合物,然后才能被吸收和利用。因此,消化酶的发育规律是衡量羔羊消化道发育程度及饲料消化能力的重要指标。 展开更多

关键词 消化酶活性 瘤胃微生物 消化生理特点 淀粉酶活性 养羊生产 化学消化 成年羊 糜蛋白酶 影响因素 蛋

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基于猪体外仿生消化技术研究聚乙二醇对高单宁高粱养分降解效率的影响

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作者 李旺 顾晓明 +2 位作者 安冬 朱伟云 潘龙 《南京农业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第5期907-912,共6页

[目的]本文旨在探究聚乙二醇对高粱养分降解效率的影响,并筛选聚乙二醇的适宜添加剂量。[方法]通过体外仿生消化技术模拟高粱原料在猪前肠道的化学酶消化作用和后肠道的微生物发酵过程,设计完全随机试验,在高单宁高梁(单宁含量为50 mg&#... [目的]本文旨在探究聚乙二醇对高粱养分降解效率的影响,并筛选聚乙二醇的适宜添加剂量。[方法]通过体外仿生消化技术模拟高粱原料在猪前肠道的化学酶消化作用和后肠道的微生物发酵过程,设计完全随机试验,在高单宁高梁(单宁含量为50 mg·g^(-1)儿茶素当量)原料中添加0、25、50、100和250 mg·g^(-1)的聚乙二醇为试验处理,每个处理5个重复,测定养分降解效率。[结果]聚乙二醇显著降低高粱原料中可检测的缩合单宁含量(P<0.05)。在胃蛋白酶、胃蛋白酶-胰液素或胃蛋白酶-胰液素-微生物发酵作用下,随着聚乙二醇添加比例的增加,高粱的风干物质、总能和氮素的消失率均呈现线性增加(P<0.05);其中25 mg·g^(-1)聚乙二醇处理组的养分消失率显著高于对照组(P<0.05),但是显著低于其他处理组(P<0.05);除胃蛋白酶处理过程中的氮素消失率外,50、100和250 mg·g^(-1)的聚乙二醇(聚乙二醇添加量/高粱单宁含量比值分别为1、2和5)处理组之间的高粱养分消失率无显著差异(P>0.05)。[结论]基于体外仿生消化技术模拟猪的化学酶和微生物降解2种消化方式,聚乙二醇可以显著提高高单宁高粱养分的体外消失率,且在本试验条件下,聚乙二醇添加量应与高粱中单宁含量等比例为宜。 展开更多

关键词 高单宁高粱 聚乙二醇 养分消失率 化学酶消化 微生物降解

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基于猪体外仿生消化法研究单宁对高粱养分降解效率的影响 被引量：3

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作者 李旺 顾晓明 +4 位作者 安冬 李军 冯少轩 朱伟云 潘龙 《南京农业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第2期354-359,共6页

[目的]本文旨在探究高粱单宁对高粱养分降解效率的影响。[方法]采用单因素随机试验设计,通过猪的体外仿生消化技术模拟高粱原料在猪前段肠道中化学酶消化和后段肠道中微生物消化,在国产低单宁含量的高粱(单宁含量0.04%)原料中添加不同... [目的]本文旨在探究高粱单宁对高粱养分降解效率的影响。[方法]采用单因素随机试验设计,通过猪的体外仿生消化技术模拟高粱原料在猪前段肠道中化学酶消化和后段肠道中微生物消化,在国产低单宁含量的高粱(单宁含量0.04%)原料中添加不同含量的高粱单宁提取物(单宁含量分别为0、0.15%、0.3%、0.6%、1.8%和3.0%,质量分数),每个处理设置5个重复和3个自溶(不加消化酶或不接种微生物)的空白对照。[结果]在胃蛋白酶、胃蛋白酶-胰液素或者胃蛋白酶-胰液素-微生物发酵作用下,随着高粱单宁添加量的增加,高粱的风干物质、总能和氮素的消失率呈现线性降低(P<0.01);且0、0.15%、0.3%和0.6%处理间差异均不显著(P>0.05)。在胃蛋白酶-胰液素或者胃蛋白酶-胰液素-微生物发酵作用下,1.8%单宁组的养分消失率显著高于3%处理组(P<0.05),但是显著低于其他处理组(P<0.05);且模拟的线性方程系数为3.56~6.33(R^(2)>0.994)。[结论]高粱单宁线性降低高粱养分的体外消失率,但是高粱单宁含量低于0.6%对高粱养分的体外消失率无负面影响;在胃蛋白酶-胰液素或者胃蛋白酶-胰液素-微生物发酵作用下,高粱单宁含量每增加1%,高粱养分的体外消失率平均降低3.5%以上。 展开更多

关键词 高粱单宁 高粱养分 体外消失率 化学酶消化 微生物降解

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春节保健 护胃当先

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作者 张喜军 《河北农机》 2015年第2期65-66,共2页

胃是人体重要的消化器官。胃位于膈下,上接食道,下通小肠。胃主要用于将大块食物研磨成小块（又称物理消化）,并将食物中的大分子降解成较小的分子（又称化学消化）,以便于进一步被吸收。胃主要吸收少量水和少量酒精以及很少的无机盐,... 胃是人体重要的消化器官。胃位于膈下,上接食道,下通小肠。胃主要用于将大块食物研磨成小块（又称物理消化）,并将食物中的大分子降解成较小的分子（又称化学消化）,以便于进一步被吸收。胃主要吸收少量水和少量酒精以及很少的无机盐,有胃腺,分泌胃液,胃液中含有盐酸和蛋白酶,可初步消化蛋白质。 展开更多

关键词 消化器官 化学消化 肚胀 食材 肉积 补气益胃 补少气 养胃 生津润燥 胃阴亏虚

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论著

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作者 房静远 马雄 陆红 《上海交通大学学报（医学版）》 CAS CSCD 北大核心 2009年第9期1017-1021,共5页

上海交通大学医学院附属仁济医院消化学科创建于20世纪70年代,而正式形成的标志是1984年上海市消化疾病研究所的诞生。作为国内第一个消化疾病研究所,成立伊始即十分强调科研与临床的融合、创新与继承的结合。江绍基院士和萧树东教授为... 上海交通大学医学院附属仁济医院消化学科创建于20世纪70年代,而正式形成的标志是1984年上海市消化疾病研究所的诞生。作为国内第一个消化疾病研究所,成立伊始即十分强调科研与临床的融合、创新与继承的结合。江绍基院士和萧树东教授为此倾注了几乎全部的心血, 展开更多

关键词 论著 上海交通大学 消化疾病 科研与临床 仁济医院 研究所 消化学 医学院

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电压扰动对EAD代谢通量中微生物与关键酶活性的影响

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作者 刘海波 王楠 +2 位作者 刘洪周 陈铁柱 李建昌 《化工学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第10期4603-4612,共10页

为探究电压扰动对EAD代谢通量中微生物与关键酶活性的影响,实验采用单室EAD反应器,以电解电压为扰动变量,利用CNA构建代谢模型,对扰动前后微生物群落、酶活水平及通量变化进行讨论。结果表明,电压扰动后,产甲烷途径偏向于氢营养型产甲烷... 为探究电压扰动对EAD代谢通量中微生物与关键酶活性的影响,实验采用单室EAD反应器,以电解电压为扰动变量,利用CNA构建代谢模型,对扰动前后微生物群落、酶活水平及通量变化进行讨论。结果表明,电压扰动后,产甲烷途径偏向于氢营养型产甲烷,约占38.5%,且0.6 V扰动时表现出最佳的甲烷通量,为0.5222 g。EAD体系中的H_(2)的主要来源是阴极和NADH,电解电压的扰动会影响H_(2)的产生,进而会影响产甲烷通量。在0.6 V扰动后,生物膜中Trichloromonas的相对丰度高达40.2%,分别是1.0 V和1.4 V的1.52倍和1.13倍,同时CoI、PTA、AK与CoF_(420)均表现出最佳的酶活水平,关键酶活水平和Trichloromonas的相对丰度与产甲烷代谢通量表现出较好的一致性,而阳极生物膜中微生物多样性也是影响EAD产甲烷通量的重要因素。 展开更多

关键词 生物能源 电化学厌氧消化 微生物群落 代谢 酶

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初中“生理”常见概念错误解析

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作者 郝英勇 《生物学教学》 北大核心 2001年第3期46-46,共1页

关键词 中等教育 “生理” 生物学教学 化学性消化 内分泌腺 精囊腺 肺活量

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