乙醇预发酵对餐厨垃圾甲烷发酵动力学特性及底物的影响

重点考察了乙醇预发酵对餐厨垃圾甲烷发酵动力学的影响,并探讨了预发酵产生的乙醇作为甲烷发酵底物——"缓释乙酸"的可能性。结果表明:与一级动力学模型相比,修正的Gompertz模型更适合描述餐厨垃圾复杂底物的厌氧发酵体系。预发酵组最大产甲烷速率Rm比对照组高2.22倍,且T80(底物降解80%所需时长)和产气停滞期λ比对照组分别减少了1.67 d和0.64 d,表明乙醇预发酵可加快甲烷发酵的启动,显著提高底物降解速率和产甲烷速率。在单一碳源(乙醇、乙酸)的厌氧消化实验中,累积甲烷产率由高到低顺序为乙醇组(372 m L)>乙酸组(155 m L)>对照组(62 m L)。乙醇预发酵不仅可防止酸化,还能使乙醇起到"缓释乙酸"的作用,为甲烷菌提供足够的底物,从而显著提高餐厨垃圾甲烷发酵系统的稳定性。     

低浓度废水厌氧处理中不同动力学模型对比研究

采用厌氧颗粒污泥处理低浓度废水来启动实验规模的沼气提升厌氧反应器,以啤酒废水为例,厌氧反应器在温度(35±1)℃和进水COD浓度在2100~2400mg/L条件下,通过提高进水量方式,来缩短水力停留时间HRT和提高有机负荷OLR.用First-order、Monod and Contois、Grau second-order和Modified Stover–Kincannon动力学模型,考察在不同的HRT和进水浓度Si条件下,出水浓度Se与前两者的关系,确定动力学参数.实验结果表明:First-order和Monod and Contois模型不适用本实验,Grau second-order和Modified Stover–Kincannon模型适用,通过后两个模型公式分别比较实验值Se与计算值Se的差别,Grau second-order模型比Modified Stover–Kincannon模型更接近实验值.     

湿热预处理对餐厨废弃物厌氧产氢发酵类型的影响

通过批试验分析湿热预处理前后餐厨废弃物CODs(溶解性化学需氧量)、CODt(总化学需氧量)、粗蛋白浓度、碳氮比(C/N)等指标及代谢产物的变化,研究湿热预处理对餐厨废弃物厌氧发酵类型和产氢效能的影响。采用Gompertz动力学模型分析经湿热预处理后厌氧发酵系统启动速度、累积产氢量、产氢速率的变化。结果表明,餐厨废弃物经150℃湿热预处理30 min后,可浮油脱出量高达97.5 mL/kg,CODs和C/N变化显著;VFAs(挥发性有机酸)和乙醇浓度分析表明,湿热预处理可使餐厨废弃物厌氧发酵产氢的产酸类型从丙酸型发酵转变为丁酸型发酵。在微生物的作用下,湿热预处理时间为30 min时,经90℃处理后餐厨废弃物中的丁酸等VFAs进一步降解转化为乙酸、CO2和H2,比产氢量最高为242.1 mL/g(以VSS计)。湿热预处理可以改变餐厨废弃物中碳水化合物、蛋白质和脂肪的理化性质,影响其厌氧发酵产氢产酸类型,达到改善餐厨废弃物厌氧发酵产氢效能的目的。     

乳酸菌复合系SFC-2处理水稻秸秆的效果

以处理农作物稻秆,减轻环境压力为目的,将本实验室筛选的乳酸菌复合系SFC-2接种到水稻秸秆,研究了其饲料化效果.结果表明,接种处理与未接种处理相比外观上颜色发黄发亮,松软酸香,发酵30 d后,接种处理的pH降至3.8,对照为4.1.同时发酵料中乳酸生成量增加,尤其是L-乳酸增加了约2倍,粗蛋白含量提高了10.16%,粗纤维含量降低了3.2%.通过变性梯度凝胶电泳（DGGE）分析发酵过程中微生物菌系变化,接种SFC-2后,复合系中的主要组成菌Lactobacillus plantarum,Lactobacillus fermentum和Lactobacillus paracasei等菌株迅速成为发酵料中的优势菌群,相应未接种对照中可见的Enterobacter sakazakii, Pantoea agglomerans, Enterobacter endosymbiont, Pantoea ananatis等杂菌被抑制,发酵品质得到明显改善.     

氧化石墨烯强化厌氧氨氧化菌的脱氮性能

采用氧化石墨烯（GO）增强厌氧氨氧化菌的脱氮性能.通过批次试验观察GO对厌氧氨氧化菌的影响,结果表明：当GO浓度为0.15g/L时,厌氧氨氧化菌脱氮性能最好,总氮去除率比无GO的空白组提高18.6%;当GO剂量达到0.2g/L时,厌氧氨氧化菌活性受到抑制,总氮去除率比空白组降低了26.0%.通过对照实验研究GO对厌氧氨氧化菌脱氮性能的长期影响,结果表明：添加GO的R2反应器在每个基质浓度阶段的平均总氮去除率分别为85.3%,83.2%,81.1%,80.8%,均高于未添加GO的R1反应器.对R2反应器周期内脱氮性能进行动力学分析发现,修正的Boltzmann模型和修正的Gompertz模型比修正的Logistic模型更适合描述GO作用下周期内基质去除特性,并且通过模型得到了周期内任意t时刻下的出水总氮浓度和总氮去除率预测公式.     

Tween-80和鼠李糖脂对铜绿假单胞菌及枯草芽孢杆菌产蛋白酶的影响

研究了添加表面活性剂Tween-80和生物表面活性剂鼠李糖脂对从堆肥中筛选得到的铜绿假单胞菌和枯草芽孢杆菌生产蛋白酶的影响.用固态发酵的方法,对添加不同浓度的表面活性剂对这2种微生物产蛋白酶能力的影响、2种微生物产蛋白酶能力的差异以及发酵过程中的一些参数(包括菌体数、酶提取液表面张力、pH值和挥发性有机质)进行了考察.结果表明,Tween-80对铜绿假单胞菌和枯草芽孢杆菌产蛋白酶有较大促进作用,添加浓度为0.05%时,能分别使铜绿假单胞菌和枯草芽孢杆菌产蛋白酶最高酶活提高65%和30%;鼠李糖脂对铜绿假单胞菌产蛋白酶有轻微抑制作用,但能将枯草芽孢杆菌产蛋白酶,当添加浓度为0.018%时,鼠李糖脂能将枯草芽孢杆菌产蛋白酶最高酶活提高51%.铜绿假单胞菌产蛋白酶能力明显强于枯草芽孢杆菌,前者对照样的蛋白酶产量是后者对照样蛋白酶产量的6倍多.发酵过程中,铜绿假单胞菌酶提取液的表面张力明显低于枯草芽孢杆菌;添加表面活性剂对菌体生长有一定影响,但对pH值变化影响不大;挥发性有机质变化与微生物酶活成正相关关系.     

水绵发酵产乙醇工艺构建及条件优化

水绵干燥样中含有大量的淀粉、纤维素等碳水化合物,利用水绵制备生物乙醇,不仅可以拓宽生物乙醇的原料来源,还可以缓解水体富营养化现象。对水绵干燥样成分进行分析后,通过自行构建的水绵发酵产乙醇工艺,考察了预处理混合物中稀硫酸用量、纤维素酶用量、预水解时间、预水解温度、发酵时间和发酵温度对产乙醇浓度的影响;利用响应面中心组合设计法和响应面分析法,得到了水绵发酵产乙醇工艺参数的回归模型,并在回归模型预测出的优化条件下进行了放大倍数的产乙醇试验,采用Logistic模型基于1st Opt软件,得到能描述水绵发酵产乙醇全过程的分段优化模型。试验结果表明:水绵干燥样中淀粉、纤维素等碳水化合物约占水绵干重的67.53%,水绵发酵产乙醇具有巨大的潜力;最佳产乙醇条件为纤维素酶(10万u/g)与水绵干燥样的投加质量比1∶1、预水解温度50℃、预水解时间50 min、发酵温度40℃,产物乙醇的最佳浓度可达5.61 g/L,以原料计算的乙醇得率为28.1%(g/g);在最佳产乙醇条件下,最大乙醇浓度为5.715 8 g/L,最大乙醇产生速率为0.691 9 g/[g/(L·h)]。该结果对水绵发酵产乙醇工艺参数的选择及对产乙醇全过程的调控具有指导意义。     

酱糟与醋糟混合发酵产沼气研究

酱糟、醋糟是我国食品酿造行业产生的废弃物,通过厌氧发酵不仅可以解决废糟处理问题又可获取能源.因此本研究在中温(35±1)℃的条件下,根据C/N比的不同,进行了酱糟/醋糟干物质(TS)比分别为1∶0(N1)、1∶1.5(N2)、1∶3(N3)、1∶7(N4)、1∶18(N5)和0∶1(N6)的混合发酵实验.结果表明,单一酱渣的延滞期为17.46 d,混合发酵明显缩短了延滞期,为3.00-3.83 d;混合发酵组(N2～N5)累计产甲烷量的实验结果比计算结果分别提高了1％、16％、14％和10％,其中,N3组C/N比为25.7∶1,提高最为明显;各组发酵产生的沼气的甲烷体积分数在65％～ 70％之间;Gompertz模型拟合可以用于酱糟和醋糟混合发酵产甲烷的过程;酱、醋糟发酵的产酸类型以乙酸型发酵为主.     

养猪微生物发酵床垫料细菌多样性分析

为揭示养猪微生物发酵床垫料细菌群落的多样性,明确发酵程度对垫料细菌群落结构的影响.本研究基于高通量测序技术分析了微生物发酵床3个发酵等级垫料的细菌群落特征.测序共获得1198467条序列,包括33个门、73纲、272科,600属的细菌,发酵床垫料细菌多样性与发酵等级相关.其中中度发酵垫料细菌数量最多,深度发酵垫料细菌种类最多.拟杆菌门、变形菌门、放线菌门和厚壁菌门是优势菌类群.随着发酵等级的增加,垫料中的葡萄球菌科和皮杆菌科细菌含量减少,说明发酵床可以抑制致病菌,保护养殖健康.在3个发酵阶段,微生物发酵床中起主要降解作用的细菌不同.在轻度发酵时期,黄单胞杆菌科和间孢囊菌科细菌是主要的降解菌群;在中度发酵时期,变形菌门的腐螺旋菌科、拟杆菌门的黄杆菌科、放线菌门的棒状杆菌科和异常球菌-栖热菌门的特吕珀菌科起主要降解作用;在深度发酵时期,厚壁菌门梭菌目瘤胃菌科、拟杆菌门的紫单胞杆菌科、变形菌门的产碱菌科和假单胞菌科起降解作用.随着垫料等级的增加,粪便中的指示菌——瘤胃菌含量增加,可作为垫料更换的信号.PICRUSt分析显示随着发酵等级增加,细菌代谢水平下降.本研究可为发酵床猪粪的生物降解提供理论依据,同时为发酵床垫料的管理与维护提供参考.     

低温沼气发酵影响因子初探

在8℃低温条件下,研究了青海高寒地区的沼气发酵的最适底物配比,pH、TS浓度、盐度等发酵因子。结果如下:猪粪∶牛粪∶羊粪∶油菜秸秆配比为1∶1∶2∶1时,沼气产量最高;低温沼气发酵试验最显著影响因子为pH,其次是TS浓度和盐度,沼气发酵最佳条件为pH 7.2,TS浓度为8%,盐度为4%,产沼气量最高可达80.1%,因此优化甲烷菌低温发酵条件能够促进产气量的增加。     

城市生活垃圾管理及资源化

随着社会经济的发展和城市化进程加快,城市生活垃圾的产生量急剧增加.大中城市人均日垃圾产生量约1Kg,并以每年8%～10%的速度增长.至2005年底,生活垃圾清运量1.52亿t,垃圾的集中处理率约为51%.因此城市生活垃圾的处理问题,已成为城市环境保护一个需要迫切解决问题.解决中国城市生活垃圾问题的根本办法,一是建立有效的、环境友好型的城市生活垃圾管理体系,二是实现生活垃圾的资源化.建立有效的环境友好型的生活垃圾管理体系是解决城市生活垃圾问题的基础;生活垃圾的资源化是降低生活垃圾无害化成本,节约资源的根本出路.     

城市生活垃圾管理及资源化

随着社会经济的发展和城市化进程加快，城市生活垃圾的产生量急剧增加。大中城市人均日垃圾产生量约1Kg，井以每年8％．10％的速度增长。至2005年底，生活垃圾清运量1．52亿t，垃圾的集中处理率约为51％。因此城市生活垃圾的处理问题．已成为城市环境保护一个需要迫切解决问题。解决中国城市生活垃圾问题的根本办法。一是建立有效的、环境友好型的城市生活垃圾管理体系，二是实现生活垃圾的资源化。建立有效的环境友好型的生活垃圾管理体系是解决城市生活垃圾问题的基础；生活垃圾的资源化是降低生活垃圾无害化成本，节约资源的根本出路。     

加强固体废物交换、转移的市场化与规范化

对固体废物交换、转移的重要性 ,以及固体废物交换、转移的市场化和规范化作了探讨。就制度建设、机构建设和设施建设提出建议     

小型层燃锅炉燃用煤矸石的技术研究

本文对采用煤矸石生产小型层燃锅炉用燃料的技术进行了介绍。在实验室取得配方及成型尺寸优选数据后,进行了生产性应用,并获得成功。表明该燃料主要性能满足小型燃锅炉及民用煤炉的燃用要求,烟尘排放达到了国家规定标准。     

稻壳综合利用的最佳途径

简述了稻壳综合利用现状，介绍了稻壳成型工艺及铁水保温及转炉炼钢方面的应用，并比较了稻壳块同其他保温剂性能的优劣，实践证明，成型后的稻壳块用于铁水保温及转炉冶炼过程中的喷溅和溢渣控制技术上，所产生的经济和社会效益是巨大的，也是其它稻壳综合利用途径所无法比拟的，钢铁冶金工业，是稻壳综合利用的最佳途径。     

利用煤矸石熔制岩棉的机理与工艺研究

介绍了年产万吨的国内第一条煤矸石岩棉生产线的工艺流程及其生产性试验，产品的主要技术性能达到了国空标准ＧＢ１１８３５－８９中的优等品种质量规定，并探讨了煤矸石熔制岩棉的机理，为煤矸石的深度开发利用提供了新途径。     

固体废物浸出液中毒杀芬的分析研究

毒杀芬由于高毒性、高稳定性及生物累积性而备受关注,它由1000多种化合物组成.固废浸出液成分较复杂,建立准确可靠的固体废物浸出液中毒杀芬的分析方法具有重要意义.通过优化毒杀芬分析的色谱分析条件与固体废物浸出液中毒杀芬的前处理方法、探索其定性定量方法,建立了毒杀芬"数量化"的定性模式,最终建立固体废物浸出液中毒杀芬含量的分析方法.所建立方法的校准曲线相关系数大于0.998,检出限为1.16 g·L-1,RSD为5.01%,该方法被用于实际固体废物浸出液中毒杀芬的分析,回收率良好.方法的"数量化"的定性模式有望用于其他混合物的定性分析.     

绿色机场垃圾资源化处理流程设计

绿色机场是今后机场建设与运营的发展趋势,机场垃圾处理是绿色机场建设与运营的重要组成部分。分析了中国机场垃圾处理现状,结合机场垃圾的组分及特点,提出了一种资源化综合处理模式,根据“无害化、减量化、资源化”的原则设计了绿色机场垃圾资源化处理流程。为提高分选效率,采用多种组合工艺进行机场垃圾的分选,分离出的塑料、纸张和金属等直接回收利用,有机物采用水热氧化技术进行制肥,可燃物制成垃圾衍生燃料（RDF）,危险废弃物单独处理,少量剩余残渣填埋。该处理流程合理可行,实施性好,能产生较好的社会、经济和环境综合效益。     

抚顺市工业固体废物防治对策探讨

文中系统分析了抚顺市固体废物的收运及处理现状。并对其对策进行了讨论，认为抚顺市应立足现实，完善固体废物管理体系；尝试应用多种先进的综合处理新技术，改变传统的思维模式，加快固体废物处理市场化、产业化的步伐，走可持续发展之道路。     

城市生活垃圾热解产气特性的试验研究

在外热式固定床试验台上,针对城市生活垃圾中的典型组分,进行了不同条件下的热解试验研究。试验测量不同条件下产物的产气量和产气速率,分析了热解气的组分和气体热值。分析发现,物料的挥发分、加热方式以及热解终温等对产气影响大,随温度的增加产气中H2含量逐渐增多,C2H4和C2H6的含量逐渐下降,气体热值有一个最大值。