微生物固体发酵转化水生植物的研究

采用黑曲霉、绿色木霉和耐热克鲁维酵母发酵芦苇叶和浮萍原料,研究植物原料中粗蛋白含量的变化以及纤维素酶活的变化。研究结果表明,在水生植物原料中接种7%的黑曲霉和3%的热克鲁维酵母进行共发酵的效果最佳,发酵后芦苇叶原料和浮萍原料中粗蛋白含量分别提高了8.58倍和3.64倍;黑曲霉与耐热克鲁维酵母共发酵时其降解纤维素的能力显著提高。有望利用该工艺发酵这两种水生植物生产蛋白饲料。     

餐饮废水发酵生产微生物菌肥及其应用的研究

以学校食堂餐饮废水为原料,通过发酵培养获得粘红酵母和地衣芽孢杆菌菌液,按照不同比例混合菌液制备微生物液体菌肥,在盆栽小油菜种植中检测其应用效果。利用餐饮废水发酵所得粘红酵母和地衣芽孢杆菌菌液pH为5.5~7.5,未检出杂菌且有效活菌数高于80亿/m L,N、P、K总养分大于4.6%,以体积比为4∶1混合施用于盆栽小油菜,其鲜重、叶绿素含量和过氧化氢酶活性与对照组相比分别提高了33.4%、34.1%和8.2%。     

柠檬酸废菌丝渣生产饲料试验研究

本利用木霉、白地霉、产朊圆酵母三只菌株混合接种于通过正交试验确定的柠檬酸废菌丝渣培养基中发酵，发现废菌丝渣二次发酵是可行的，但粗蛋白含量并没有较大提高，而氨基酸含量增加较多。     

马铃薯渣固态发酵产复合酶的条件研究

以马铃薯淀粉生产中产牛的废渣为主要原料,黑曲霉为发酵菌种,采用固体发酵方法,通过单因素实验,研究了马铃薯渣初始含水量、碳源、氮源、接种量等不同因素对产酶的影响,确定了马铃薯渣发酵产生复合酶的最佳条件为:马铃薯渣初始含水量为50%,马铃薯渣:麸皮=6:4,硫酸铵添加量2.0%,接种量为5%,发酵时间3 d.在优化条件下,...     

油母页岩废渣对大豆产量影响分析

通过实验研究了施用油母页岩废渣对大豆产量的影响,试验结果表明,施用油母页岩废渣能促进大豆生长发育,显著提高大豆产量,其中,中量油母页岩废渣21t/hm2·a配施氮磷钾化肥的效果最好,其增产率达184.03%,但随着油母页岩施用量的增加,其增产效果下降。     

四级串联厌氧反应器对阿卡波糖废渣的减量处理

发酵生产阿卡波糖的过程会产生大量发酵废渣,该废渣处理成本高昂且易造成环境污染。因此,寻找高效环保和低成本的废渣减量处理方法,是目前亟需解决的问题。采用四级串联厌氧反应器对阿卡波糖废渣液进行减量处理,经过启动阶段和负荷提高阶段,共运行68 d。其中,负荷提高阶段增加水解酸化罐作为预处理工艺,两阶段有机负荷分别为1.16,3.32 kg/(m3·d)。结果表明:水解酸化罐作为预处理工艺可提高系统稳定性;系统运行后期可溶性COD去除率达83.3%,平均容积产气率为0.36 m3/(m3·d),废渣中固体物质的去除率达64%,在2—4号罐体底部观察到直径0.8~2 mm的颗粒污泥形成。     

混菌发酵毛白杨落叶产单细胞蛋白的研究

选用毛白杨落叶为研究对象,通过酸化预处理初步降解其中的纤维质并提高其发酵阶段的可生化性,综合分析在不同pH值、不同温度、不同固液比的条件下酸化产物的总糖含量、纤维素及半纤维素含量与出粉率指标,采用灰色局势决策法确定pH值2~3,固液比1:20,60℃处理12 h为其最佳酸处理条件。后在最佳处理条件下选用绿色木霉与产阮假丝酵母共发酵毛白杨落叶酸化产物,发现较单酵母发酵酸化液与酸化残渣,混菌更具优势。其中,毛白杨落叶酸化残渣经混菌发酵其分解率可达到55%,蛋白含量明显升高,最高为72 mg/g;而酸化液混菌发酵在第7天时菌体生物量最高可达1.2 g/L,蛋白含量为99 mg/g。     

香蕉茎叶生物活性鱼用饲料的发酵工艺优化

以新鲜香蕉茎叶为原料,植物乳杆菌及光合细菌为发酵剂,研制了一种具有生物活性的鱼用青贮饲料,并对发酵工艺条件进行了优化。以饲料蛋白质含量及感官综合评分为依据,采用单因素试验考查了蔗糖添加量、混合菌种比例、接种质量分数、发酵时间和温度5个单因素对饲料品质的影响;采用正交试验优化最佳发酵工艺条件。结果表明,最佳发酵条件为蔗糖添加质量分数2.5%、光合菌种与植物乳杆菌质量比为1∶3、接种质量分数为3%,在33℃下密封发酵7 d。此条件下制得的饲料蛋白质质量分数为9.66%,具有独特的芳香气味,茎叶结构保持良好,无霉腐,烘干后为褐色。     

废菌渣高值化研究中细胞破壁工艺的比较

青霉素发酵生产的副产物—青霉菌丝体废渣中含有丰富的蛋白质,麦角固醇,几丁质等高值化物质,采用细胞壁破壁的方法进行分离提取,具有良好的发展前景,因此,选择一种高效的破壁方法有十分重要的现实意义。文章对青霉菌丝体废渣高值化的前期重要工艺—细胞壁破壁工艺进行了深入研究,分别比较了细胞壁破壁的三种不同方法:酸热法,碱热法和微波法,对影响反应的碱液浓度,料水比,温度和反应时间等条件进行研究,结果表明,在相同实验条件下,碱热法的破壁效果最好,该方法具有良好的工业化前景,并且通过正交试验验证,最终确定的青霉菌丝体废渣破壁条件为:碱液浓度为2%,料水比为1:2,温度为50℃,反应时间为0.5h。     

三叶草和黑麦草修复对炼锌废渣剖面养分及重金属分布特征的影响

为评价两种草本植物修复5年后的土法炼锌废渣剖面上养分及重金属分布特征,以废渣堆场上人工种植的三叶草（Trifolium repens）和黑麦草（Lolium perenne）为研究对象,分析两种草本植物剖面（0~60 cm）上不同粒径废渣中养分和重金属的分布特征.结果表明：随着废渣剖面深度增加,废渣中全氮、碱解氮、全磷、有效磷含量逐渐降低,表层废渣（0~10 cm）中有机质含量大多显著（p<0.05）低于深层废渣（10~60 cm）;而表层废渣（0~20 cm）的有效态氮磷含量大多显著（p<0.05）高于深层废渣（20~60 cm）.有机质和全氮含量随着废渣粒径增大呈先增加后降低的趋势,其含量在粒径为0.25~0.5 mm的废渣中最高,而碱解氮和有效磷含量则随废渣粒径增大逐渐降低.三叶草修复作用下其剖面不同粒径废渣中有机质、全氮、碱解氮、全磷含量高于黑麦草.As、Cu、Pb、Zn含量随着废渣深度增加呈先降低后增加的趋势,且其在表层废渣（0~20 cm）中的含量高于深层废渣（20~60 cm）.除As外,Cd、Cu、Pb、Zn的含量总体表现为随废渣粒径增大而降低.两种植物修复作用下,酸可交换态As、Cd、Cu、Zn占比均随废渣剖面深度增加而增加,酸可交换态Cd、Cu、Pb、Zn占比均随废渣粒径增大而增加.综上,三叶草和黑麦草参与下垂直剖面上不同粒径废渣养分及重金属含量分布特征具有明显的差异.     

电化学预处理对餐厨垃圾-污泥耦合厌氧发酵产挥发性脂肪酸的影响

利用餐厨垃圾-污泥耦合厌氧发酵产挥发性脂肪酸（volatile fatty acids,VFAs）具有广泛的经济和应用价值。本实验考察了在1 V电化学预处理条件下,研究餐厨垃圾占比（空白对照,0%,5%,10%,质量分数）对厌氧发酵生成VFAs产量的影响,从而得出产VFAs的最优条件。研究表明:经过60 min 1 V电化学预处理后,随着餐厨垃圾占比从0%增加到10%,水体中溶解性COD浓度随时间变化迅速增加,最高可达到969~1266 mg/L,随着厌氧发酵的进行转化成VFAs。其中,当餐厨垃圾占比为10%时,VFAs在15 d内最高浓度可达到132.2 mg/L。实验结果表明,电化学预处理可改善餐厨垃圾-污泥特性,加快厌氧发酵过程,同时餐厨垃圾可增加污泥中有机质含量,增加VFAs产量,实现餐厨垃圾-污泥产VFAs的资源化利用途径。     

生物反应器填埋条件下垃圾生物质组分的初期降解规律

在经甲烷化填埋层渗滤后的渗滤液循环回灌的新鲜垃圾填埋层内,以生物质分类表征为基础,分析了新鲜垃圾填埋层内固相各生物质组分（总糖、蛋白质、脂肪、纤维素和木质素）的初期降解规律.结果表明,垃圾中原有总糖组分和蛋白质的快速水解发酵是新鲜垃圾填埋后产生高有机质浓度渗滤液的主要机制;脂肪和纤维素的降解产物不是填埋初期高有机质浓度渗滤液的主要来源;纤维素是填埋层稳定产甲烷阶段的主要碳源,其水解速率可能是甲烷化过程的限速步骤;纤维素/木质素之质量比可作为指示填埋垃圾稳定化的指标.各生物质组分的初期降解速率常数均在0.01至0.1之间,而填埋气体中甲烷体积分数在60d内达到45%.食品垃圾组分富集的生活垃圾,应用生物反应器填埋技术时,必须具备足够的降解容量以代谢填埋初期固相中总糖和蛋白质快速水解产生的酸性液相产物.     

餐厨垃圾接种酵母菌固态厌氧发酵产乙醇的可行性研究

餐厨垃圾可定向发酵产乙醇,但复杂的预处理导致处理时间长、工艺复杂度增加. 本文通过直接接种酵母菌和灭菌后接种酵母菌对比试验,分析发酵系统内乙醇、乙醇前体物还原糖、还原糖前体物淀粉的降解与产生规律,探讨餐厨垃圾直接接种酵母菌固态厌氧发酵产乙醇的可行性及规律. 结果表明:酵母菌的添加能够促进餐厨垃圾固体厌氧发酵产生乙醇,接种酵母菌后乙醇浓度为11.86~12.09 g/L,是空白对照的8.41~31.50倍,且高于灭菌预处理后接种的6.88~10.02 g/L;基于修正的Gompertz模型分析也证实了上述结果,接种酵母菌后,系统产乙醇潜力(P_m)和单位最大乙醇产率(R_m)也随之上升,但接种量对餐厨垃圾的P_m和R_m影响不大. 对乙醇前体物还原糖的分析表明,接种酵母菌能够在发酵初期就可以发挥作用,促使系统内还原糖在0~4 h内快速降为43.37~46.55 mg/g,从而加速了餐厨垃圾的稳定化进程,但在4~24 h内,由于次生代谢物的抑制作用,系统内还原糖未出现明显的产生和降解. 还原糖前体物淀粉的水解情况分析表明,接种酵母菌可将淀粉的水解率由19.36%提高到27.90%~37.57%,但淀粉含量在274.02~316.51 mg/g之间时已不再发生水解. 研究显示,直接接种酵母菌有助于餐厨垃圾固态厌氧发酵产乙醇含量的提高,体系中还原糖、淀粉含量并未成为餐厨垃圾固态厌氧发酵产乙醇量的限制性因素.      

甘油投加对餐厨垃圾厌氧产酸性能的影响

餐厨垃圾厌氧发酵产生的挥发性脂肪酸（VFAs）可以作为合成聚羟基脂肪酸酯（PHA）的底物,PHA的性能与VFAs的组成密切相关.为改善PHA产品的性能,本文研究了甘油投加对餐厨垃圾产酸性能的影响.在餐厨垃圾厌氧消化半连续流反应器运行稳定的基础上,探讨了不同C/N对厌氧发酵有机物转化及VFAs产量和组成的影响.结果表明,投加甘油会降低发酵体系的pH,提高VFAs的产量,相比于对照组,C/N比为25/1时,VFAs产量提高了10.3%.C/N10.69/1（对照组）、15/1、20/1和25/1时,发酵液奇数碳VFAs所占总VFAs的比例分别为54.23%、61.16%、64.78%和66.79%.甘油的投加可以提升丙酸、戊酸等奇数碳VFAs所占比例,有利于改善PHA产品性能.     

Co-fermentation of waste activated sludge with food waste for short-chain fatty acids production: effect of pH at ambient temperature

Effect of pH ranging from 4.0 to 11.0 on cofermentation of waste activated sludge (WAS) with food waste for short-chain fatty acids (SCFAs) production at ambient temperature was investigated in this study. Experimental results showed that the addition of food waste significantly improved the performance of WAS fermentation system, which resulted in the increases of SCFAs production and substrate reduction. The SCFAs production at pH 6.0, 7.0, 8.0, and 9.0 and fermentation time of 4 d was respectively 5022.7, 6540.5, 8236.6, and 7911.7 mg COD·L⁻¹, whereas in the blank tests (no pH adjustment, pH 8.0 (blank test 1), no food waste addition, pH 8.0 (blank test 2), and no WAS addition (blank test 3)) it was only 1006.9, 971.1, and 1468.5 mg COD·L⁻¹, respectively. The composition of SCFAs at pH from 6.0 to 9.0 was also different from other conditions and propionic acid was the most prevalent SCFA, which was followed by acetic and n-butyric acids, while acetic acid was the top product under other conditions. At pH 8.0 a higher volatile suspended solids (VSS) reduction of 16.6% for the mixture of WAS and food waste than the sole WAS indicated a synergistic effect existing in fermentation system with WAS and food waste. The influence of pH on the variations of nutrient content was also studied during anaerobic fermentation of the mixture of WAS and food waste at different pH conditions. The release of NH₄⁺-N increased with fermentation time at all pH values investigated except 4.0, 5.0 and in blank test one. The concentrations of soluble phosphorus at acidic pHs and in the blank test one were higher than those obtained at alkaline pHs. Ammonia and phosphorus need to be removed before the SCFAs-enriched fermentation liquid from WAS and food waste was used as the carbon source.     

耐热复合菌系强化全程高温堆肥快速处理餐厨垃圾

为进一步提升全程高温堆肥效率,经筛选和高温驯化,获得高有机质降解效率的耐热复合菌系（TMC）,设置全程高温接种TMC堆肥组（T1）、全程高温堆肥组（T2）和常温堆肥组（T3）,通过理化指标、粗脂肪和粗蛋白含量、GI等指标的检测和优势细菌演替规律分析,以揭示TMC对全程高温堆肥工艺的影响。结果显示:堆肥结束后有机质含量、C/N、粗脂肪和蛋白含量降幅顺序均为T1>T2>T3（P<0.05）,且两两处理之间均具有显著性差异,证明TMC可缩短全程高温堆肥进程。堆肥第14天,T1、T2处理的GI值分别为110%和99%,T3处理仅为80%,表明全程高温堆肥可加速植物毒性物质降解,显著提高堆肥品质,而TMC接种可进一步促进堆肥无害化。PCR-DGGE结果表明:T1、T2处理均显著提高了耐热细菌和耐热木质纤维素降解菌多样性,且并未降低嗜中温木质纤维素降解菌多样性;2类降解菌协同配合实现木质纤维素的更快降解,有利于缩短堆肥进程。综上所述,TMC接种可显著提高全程高温堆肥效率、提升堆肥品质。     

食物垃圾开放式乳酸发酵的实验研究

利用食物垃圾发酵生产乳酸,是实现其资源化的有效途径之一.底物不灭菌的开放式发酵,是一种简单、有效的利用食物垃圾生产乳酸的方式.通过对发酵过程中ρ(乳酸),ρ(总糖),ρ(可溶性糖)以及细菌数量变化的研究,对开放式发酵的机理进行了分析.结果表明:食物垃圾适于作为乳酸发酵的底物,在不投加任何营养物质的条件下,能促进乳酸菌的大量增殖.采用开放式发酵,可从食物垃圾产生36.29 g/L的乳酸,远高于封闭式发酵(底物灭菌).垃圾中土著菌群在开放式发酵中起到了分解复杂多糖和为乳酸菌提供可发酵性底物的作用,从而提高ρ(乳酸).      

圆红冬孢酵母利用生物柴油副产物粗甘油产油脂的影响因素分析

以餐饮废油制备生物柴油的副产物粗甘油为碳源,采用圆红冬孢酵母发酵生产微生物油脂。通过对发酵影响因素的优化,确定了最适发酵条件为:种子复苏时长24 h、富集时长10 h、接种量为6%、初始粗甘油浓度为60 g/L、C/N为60、有机氮占总氮比例为75%、发酵体积为100 mL、发酵温度为30 ℃、发酵时间为6 d,在此条件下,获得总产油量为10.56 g/L,油脂产率为0.229。与无机氮源硫酸铵相比,有机氮源蛋白胨的添加显著提高了油脂含量和总产油量。通过测定油脂的脂肪酸成分并利用Hoekman方程估算所得生物柴油的性能指标,表明其符合中国、美国及欧盟标准。该方法既为粗甘油的再利用提供了一条新途径,又为生物柴油的生产提供了廉价的原材料。     

南方城市餐饮业垃圾特性调查及处理对策分析

针对目前南方餐饮业垃圾产生量大、污染严重、缺乏合理处理处置技术的现状,选择杭州作为南方城市的典型代表,研究了三类餐饮业垃圾（中餐饭馆、中餐食堂和西餐餐饮点）四季的成分变化特征,探讨了各特性指标对处理处置技术的影响,并根据指标特性对餐饮业垃圾的各种处理处置方法进行了评价．结果表明,南方城市餐饮业垃圾含水率可达60％以上,...     

中温条件下污泥接种量对污泥-餐厨垃圾联合厌氧发酵产氢余物产甲烷的影响

污泥与餐厨垃圾联合厌氧发酵产氢余物产甲烷可有效发挥产氢余物的资源化潜力。研究了中温条件下不同污泥接种量对污泥与餐厨垃圾联合厌氧发酵产氢余物的影响,分析其产气产甲烷能力及反应前后体系糖类、蛋白质、挥发性脂肪酸（TVFA）、pH及氨氮（NH₃-N）的变化情况,以寻求最佳接种量与相应体系指标变化规律。结果表明:中温条件下,过低或过高的接种量下产氢余物产甲烷效果均不佳。30%接种量的体系产甲烷能力最优,甲烷百分比增速最快,并有最大累积产甲烷量171.1 mL/gDS;有机物均得到了明显的消耗,总糖降解了39.01%,总蛋白质降解了28.09%,其中糖类物质降解以可溶糖为主,不溶蛋白质与可溶蛋白质的降解量相当,反应后体系pH升高。