不同预处理条件对小麦秸秆厌氧消化的影响

通过改善实验条件,如pH值、C/N、清水预处理等.研究对小麦秸秆生物产气量和纤维素降解的影响.实验结果表明,pH值的调节对生物产气量和纤维素降解影响不大;清水预处理可以使TS迅速降低,降解率达到了46.71%;C/N调节下产气高峰时间提前,最高时达到529 mL/d,累积产气量也达到了6 359 mL,纤维素降解率达到了68.35%.     

微量金属强化餐厨垃圾厌氧消化优化条件研究

采用L9(34)正交试验,研究了CoCl2·6H2O、FeCl2 ·4H2O及NiCl2·6H2O投加量对餐厨垃圾厌氧消化总固体(TS)、挥发性固体(VS)和COD减量及累积产气量的影响,确定了三因素的主次顺序及最优工艺条件.结果表明,当CoCl2·6H2O、FeCl2·4H2O及NiCl2·6H2O的投加量分别为0.1 mg/(L·d)、1 mg/(L·d)和0.4 mg/(L·d)时,餐厨垃圾厌氧消化减量及产气效果均最优.在此条件下,经过25 d单相厌氧消化,餐厨垃圾厌氧消化TS、VS、COD的去除率及累积产气量分别达到46.04％、61.02％、58.24％和27 433 mL/L,比不投加微量金属的处理分别高16.98％、28.12％、27.84％和48.63％.Co、Fe和Ni的投加量对餐厨垃圾厌氧消化TS、VS和COD去除率及累积产气量均有显著影响,其中Co的影响达到极显著水平;Co、Fe和Ni对餐厨垃圾厌氧消化减量及产气效率影响的主次顺序及显著性从大到小均为Co、Ni、Fe.     

不同微生物降解木质纤维素效率和过程的对比研究

在固态秸秆上培养黑曲霉M1M15M19、黄孢原毛平革菌、杂色云芝和草菇VT53,优化营养条件和培养方式,测定秸秆降解过程中木质纤维酶类和秸秆成分的变化.结果表明,4菌株降解木质素的最佳碳氮比均为1 g秸秆中加入0.4 g葡萄糖和0.006 g氯化氨.单菌株降解时,黄孢原毛平革菌对木质素的降解效果最好,32 d固态培养后,木质素降解率为37.2%;多菌株联合降解时,先接黄孢原毛平革菌后接杂色云芝方式下的降解效果最好,32 d固态培养后,木质素降解率为51.3%;4株微生物都可产生漆酶(Laeease,Lac)、锰依赖过氧化物酶(Manganese-dependent peroxidase,MnP)、木质索过氧化物酶(Lignin pemx-idase,Lip)、纤维素酶(Cellulase,Cel)、半纤维素酶(Hemieellulase,Hcel)等木质素降解酶类(黑曲霉M1M15M19、黄孢原毛平革菌不产生Lac).Lac、MnP、Lip是影响木质素降解的关键性酶类,Cel、Hcel是纤维素和半纤维素降解的关键性酶类,且酶活性越高,降解率越大.纤维素和半纤维素的降解优先于木质素;秸秆降解过程中产生还原性糖类,碳元素含量减少.研究表明,采用先接黄孢原毛平革菌后接杂色云芝的方式处理秸秆32 d时降解效果最好,可使木质纤维素发生生物高效降解.     

多种废弃物混合厌氧发酵产气及对重金属的影响

为综合利用多种废弃物混合发酵产沼气及解决沼渣中重金属污染问题,选用猪粪为主料,麦秸、蓝藻、磷矿粉作为辅料,厌氧污泥为微生物接种源,将多种废弃物组合发酵.通过分析不同原料组合的产气效果及对沼渣重金属的钝化效果来探究最佳产气和钝化重金属的原料组合.结果表明:各配比试验中"猪粪+污泥+麦秸"组合(ZJ)产气效果最佳,总产气量是"猪粪+污泥+蓝藻"组合(ZL)的4.8倍,日产气量较ZL组提前3 d达到极值;磷矿粉对各组沼渣中的重金属均有钝化作用,"猪粪+污泥+麦秸+磷矿粉"(ZJ1)组合对沼渣中重金属Cu、Zn钝化效果最优,残渣态分配率分别升高了 5.25个百分点和6.77个百分点;ZJ1沼渣重金属生物有效性下降率最高,Cu、Zn生物有效性分别下降了50.39％和59.25％.蓝藻对发酵沼渣中Cu、Zn则具有活化作用,其Cu、Zn生物有效性分别增加了 28.04％和20.69％.因此,猪粪、污泥、秸秆、磷矿粉通过合适配比进行厌氧发酵,既能绿色产能使多种污染物资源化,又能降低沼渣中重金属污染,为多种污染物协同厌氧发酵产沼气提供理论依据和参考.     

高含固污泥厌氧消化中甲硫氨酸分解抑制特性

高含固污泥热水解-厌氧消化条件下,沼气中硫化氢体积分数较常规含固率污泥厌氧消化低。沼气中硫化氢主要来源于污泥中含硫氨基酸的降解,而硫化氢体积分数下降与甲硫氨酸分解抑制相关。在测定高含固厌氧消化过程中含硫氨基酸分解中间产物分布的基础上,以甲硫氨酸为基质对高含固厌氧消化污泥进行富集,分析富集后微生物种群结构特性及甲硫氨酸分解过程中挥发性有机硫分布,探讨高含固厌氧消化环境对甲硫氨酸分解过程的抑制特性。结果显示：高含固厌氧消化环境下,甲硫氨酸厌氧分解含硫产物包括甲硫醇、甲硫醚、二甲二硫和硫化氢。常规含固率及高含固率环境下,甲硫氨酸分解批次试验中硫化氢积累体积分数分别约为2 417×10^-6和1 418×10^-6,表明高含固厌氧消化过程中硫化氢生成量下降可能由甲硫氨酸厌氧分解时中间产物积累导致。高含固污泥采用甲硫氨酸富集培养时,结果显示Pseudomonas相对丰度为26%,分解产物包括氨氮、甲硫醇和二甲二硫等。其中,二甲二硫先于甲硫醇达峰值,体积分数分别约为267.7×10^-6和164.9×10^-6,推测反...     

木薯渣高效降解复合菌系RXS的氮源优化

传统培养木薯渣降解复合菌系的蛋白胨纤维素(PCS)培养基成本较高,其主要成本来源于氮源——蛋白胨和酵母粉,限制了复合菌系的规模化应用.为解决此问题,从对木薯渣降解复合菌系RXS生长、产酶及底物降解的影响3个方面比较了胰蛋白胨/酵母粉及8种廉价氮源.结果表明,比较适宜的廉价氮源为鱼粉和玉米浆.接着探究了二者的复配比例对RXS的影响,并获得一种廉价培养基.考虑到为调节pH值和促进产酶添加的试剂对甲烷菌的毒害作用,以高温厌氧消化出水作为配料水以调节pH值,并比较了RXS在廉价培养基和PCS培养基上对木薯渣的降解效果.最终所得廉价培养基组成为木薯渣10 g/L、滤纸5 g/L、鱼粉4 g/L、玉米浆3.5 g/L,高温厌氧消化出水作为配料水.经成本核算,廉价培养基的成本仅为PCS培养基的1/6.并且复合菌系在廉价培养基上对木薯渣的降解率较PCS培养基提高了约37％.就工业化生产而言,该培养基不仅显示了对木质纤维素物质较好的降解效果,还节约了成本和减少了水的用量.     

氨真空预处理对互花米草厌氧发酵特性的影响

为解决木质纤维结构对互花米草厌氧发酵过程的抑制作用,提出了氨真空预处理的方法.在氨水体积分数为10%,真空度分别为0.03 MPa和0.06 MPa的条件下对互花米草进行预处理,然后在35℃,挥发性固体(VS)质量分散为6%的条件下对预处理后的原料进行批量厌氧发酵试验.FTIR、UV和XRD分析结果表明,该预处理方法可以有效促进木质素和纤维素无定型区的降解.批量发酵试验结果表明,在36d的发酵时间内,真空度为0.06 MPa和0.03 MPa处理组的累积产气量分别达到了 136.3 mL/gVS和110.1 mL/gVS,比对照组的99.5mL/gVS分别提高了36%和11%.VFAs分析结果表明,该处理方法可以提高互花米草的水解产酸速度,从而提高发酵液中VFAs的浓度.     

家庭厨余垃圾分布式就地厌氧消化工艺及效果研究

针对厨余垃圾收运后集中处理模式的收集难、成本高的问题,设计了分布式就地厌氧消化工艺,用研制的设备进行半连续试验.运行80 d左右趋于稳定,稳定后的VS去除率高于60％;VS进料产气率、VS进料甲烷产率分别为0.444 m3/kg VS、0.245 m3/kg VS,VS去除产气率、VS去除甲烷产率分别为0.737 m3...     

黑曲霉M1M15M19降解稻草秸秆的试验研究

分析黑曲霉M1M15M19在含不同浓度的C源、N源稻草秸秆基质上培养30 d过程中木质纤维素酶类和主要化学成分.结果表明,黑曲霉M1M15M19降解秸秆的最佳条件是低碳高氮LCHN,降解秸秆中木质素的最佳条件是高碳低氮HCLN,经过25 d降解率分别为48.2%和20.4%.秸秆降解过程中纤维素酶和半纤维素酶起到了决定性的作用,秸秆中木质素降解过程中木质素过氧化物和锰依赖过氧化物起了重要作用.     

重金属富集植物纤维素降解菌株的分离鉴定

从铀尾矿腐烂植物体中,分离出耐受一定浓度铀及伴生重金属(锰、铅、砷)的纤维素降解菌株。通过羧甲基纤维素(CMC-Na)水解圈测定法、纤维素酶活(CMCA)和滤纸酶活(FPA)等方法筛选出两株有较强纤维素降解能力的菌株C3和C5。经形态学、菌株培养特征、16S r DNA序列和gyr B基因序列系统发育树对分离的菌株进行鉴定和分析,鉴定为枯草芽孢杆菌枯草亚种(Bacillus subtilis subsp.subtilis)和地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)。液体发酵试验结果表明,菌株C3和C5的最大CMCA分别为224.00 U/m L和178.32 U/m L,最大FPA分别为164.46 U/m L和174.96 U/m L。C3和C5对小麦秸秆均有较好的降解效果,在10 d时秸秆失重率分别为53.78%和48.67%。