光合产电微生物群落构建及光照培养对其产电性能的影响

采用淡水沉积物为接种来源,培养出光合产电微生物群落。将其与藻阴极联用组建了完整的光合作用微生物燃料电池时,功率密度达到(157.5±3.1)m W/m2。采用循环伏安法及电化学阻抗谱对该群落的电化学性能进行了测试。PCR-DGGE及紫外可见吸收光谱分析显示,该群落含有Ectothiorhodospiraceae科及Chloroflexi门不产氧光合细菌、产电菌Arcobacter butzleri、发酵细菌及其他细菌。对该群落进行长期黑暗培养或长期光照培养时,其产电性能均得到了提高,但功率密度测试显示,光照培养微生物燃料电池最大功率密度为(180.1±8.7)m W/m2,高于黑暗培养的微生物燃料电池(160.7±11.4)m W/m2。电化学测试也显示,光照培养的阳极产电性能优于黑暗培养的阳极。     

红色非硫光合细菌的生长特性研究

红色非硫光合细菌菌种从城市污水处理厂活性污泥中分离得到,对红色非硫光合细菌的生长规律及其影响因素进行研究,试验表明在进行污水处理时所用的红色非硫光合细菌的最佳培养条件为接种量2%,pH7～8,光照强度为1500lx,光照厌氧条件下培养3～5d。这为红色非硫光合细菌应用于染料有机化工废水处理的进一步研究提供了理论依据。     

光合细菌在有机废水处理中的应用现状与前景

前言光合细菌(Photosynthetic Bacteria,简称PSB)是一大类在厌氧条件下进行不放氧光合作用的细菌的总称,包括红螺菌科、着色菌科、绿杆菌科、绿色丝状菌科,共23个属。其中红螺菌科的一些属(如红假单胞属)能在厌氧光照、好氧黑暗条件下,迅速利用低分子有机物,展示了应用PSB处理有机废水的潜力。自60年代中期以来,小林正泰等日本学者率先开发处理高浓度有机废水的PSB新技术之后,现已成功地应用于处理某些食品加工、化工、发酵等工业废水,得到了很高的评价。     

红色非硫光合细菌的生长特性研究

红色非硫光合细菌菌种从城市污水处理厂活性污泥中分离得到，对红色非硫光合细菌的生长规律及其影响因素进行研究，试验表明：在进行污水处理时所用的红色非硫光合细菌的最佳培养条件为接种量2％，pH7～8，光照强度为1500 lx，光照厌氧条件下培养3～5d。这为红色非硫光合细菌应用于染料有机化工废水处理的进一步研究提供了理论依据。     

利用MFC阳极室暗发酵培养沼泽红假单胞菌

为了克服光合细菌光培养时的光衰减及高能耗等问题,考查了将微生物燃料电池(MFC)作为培养装置黑暗培养光合细菌的可行性。结果表明,MFC有利于菌株W1的优势生长,接种3 d后MFC内光合细菌浓度即可达到715 mg/L,而空白系统中不到308 mg/L。荧光原位杂交分析表明,MFC体系中的杂菌含量小于4%,远低于空白的33%。利用MFC进行光合细菌培养时,最大输出电压和最大输出功率可分别达到487 mV和56 mW/m2。MFC促进光合细菌生长的原因可能在于对体系兼氧环境的维持,在MFC体系中氧化还原电位始终处于200~-300 mV之间,有利于兼氧光合细菌的优势生长。     

底物初始浓度对光合细菌产氢动力学特性的影响

实验研究了底物初始浓度对光合细菌产氢动力学特性的影响，并对光合细菌产氢得率和初始底物转化为氢气得率进行比较，分析底物初始浓度对光合细菌产氢代谢的影响，实验发现底物初始浓度为120 mmol/L时最适合光合细菌的产氢代谢，底物初始浓度达到140 mmol/L时，光合细菌主要进行生物量合成和产酸代谢，得到各浓度梯度下的最大生物量，但对产氢代谢产生抑制作用，表明最大生物量与最大的产氢能力之间不成正比关系及光合细菌产生CO2机制与产氢机制不同；光合细菌最大比产氢活性表现在对数生长期，最大生物量出现在稳定期。实验证明，光合细菌对数生长期受底物浓度影响大，底物浓度低，最大生物量所对应的时间相对较早，底物浓度增大，最大生物量所对应的时间相对延后。     

餐厨垃圾不同“收集-处理”模式的碳排放估算对比

为明确我国餐厨垃圾不同处理模式下碳排放情况,以中国南方某城市为研究对象,结合实地调研数据,对比研究了集中式好氧堆肥、集中式厌氧发酵和分散式好氧堆肥3种处理模式下的碳排放量。结果表明,集中式好氧堆肥的碳排放总量最高,而集中式厌氧发酵碳排放总量最低。此外,分散式好氧堆肥的主要优势在于可减少收集运输过程的碳排放且可避免其他温室气体的无组织排放;在先进节能手段和控制电耗的措施下,相比于集中式好氧堆肥模式,分散式模式可实现760.91 kg的碳减排(以CO_2计)。然而,餐厨垃圾厌氧发酵模式因其可实现有机质产沼气,总碳减排空间是好氧堆肥的22倍,是一种绿色、低碳的餐厨垃圾处理方式,对实现餐厨垃圾资源化、无害化和减量化具有现实意义。     

富氧燃烧条件下燃煤NO_x排放的实验研究

以神华(SH)烟煤和晋城(JC)无烟煤为研究对象,利用一维沉降炉(DTF)开展了煤粉在O_2/N_2、O_2/Ar、O_2/CO_2和O_2/RFG 4种气氛下燃烧时的NO_x排放特性实验,研究了温度和氧浓度对NO_x排放特性的影响,探讨了富氧燃烧条件下导致NO_x排放降低的各个因素的贡献率的变化。结果表明:温度上升会导致燃料氮向NO_x的转化率增大;氧浓度的上升同样会导致转化率的增加,SH烟煤由于挥发分含量较大,受氧浓度影响较大;定量分析结果表明,富氧燃烧条件下导致NO_x排放降低的主要因素是循环NO_x的还原,占整体的50%以上;其次是高浓度CO_2气氛对NO_x的还原,约占20%~30%;而热力型和快速型NO_x的缺失对降低NO_x排放的贡献率不及20%。温度的上升对JC无烟煤各因素贡献率有较大影响;氧浓度的增加会导致SH烟煤各因素贡献率有明显变化。     

球形红细菌好氧降解氯代苯研究

采用光合细菌球形红细菌在好氧条件下对氯代苯进行生物降解.结果表明,氯代苯不能作为球形红细菌生长的惟一碳源和能源,球形红细菌好氧降解氯代苯是在适宜碳源存在下以共代谢的方式进行;根据分析细胞提取液中双加氧酶活性和代谢中间产物,推断出其降解机制为邻位裂解途径,按先开环再脱氯过程进行,邻苯二酚1,2-双加氧酶的活性可以通过氯代...     

基于不同基质的强化生物除磷系统中生化反应机理研究进展

阐述了3种不同基质(乙酸盐、丙酸盐和葡萄糖)在强化生物除磷系统中的生化模型反应机理.重点介绍了聚磷菌(PAOs)、聚糖菌(GAOs)和产乳酸菌在厌氧/好氧条件下对能量及还原力(NADH2)的利用方式;聚-β-羟基链烷酸盐(PHA)的合成方式及存在形式,糖原、乳酸(L型)的代谢途径等.虽然控制基质条件可以实现稳定的强化生物除磷效果,但目前的生化模型并不能完全解释所有的代谢过程,今后要在分离纯种的PAOs及相关生化代谢过程中酶的活动等方面进行深入研究.     

光合细菌利用沼液废水制氢的影响因素

沼液资源化利用将是未来热点问题,首次尝试研究利用光合细菌处理沼液废水的产氢工艺条件,探讨反应预处理时间、光照度、温度、沼液的pH值和接种量因素对光合细菌产氢过程的影响。结果表明,在光照厌氧的条件下,光合细菌产氢的最佳工艺条件为:温度35℃,光照度1 000 lux,pH值9,接种量50%,反应预处理时间24 h,最大产氢量达到500mL/(200 mL沼液),对进一步研究开发光合细菌处理沼液废水和产氢有重要的参考价值。     

火电厂排放CO_2的分离回收和固定技术的研究开发现状

本文论述了火电厂排放CO_2的分离回收和固定技术的研究开发现状,下述从火电厂排气分离回收CO_2的方法:(1)胺液吸收,(2)物理吸附,(3)膜分离,(4)O_2/CO_2燃烧及下述回收CO_2的固定方法:(1)物理固定(深海处置,EOR),(2)化学固定(CO_2有机合成),(3)生物固定(培养藻类),在技术上是可行的。但目前这些技术还处在基础试验阶段,离实用还有一段距离。今后应在现有的基础上继续试验研究,开拓思路,加强国际合作,争取在技术的实用性和经济性方面有所突破。     

不同种类金属离子改性椰壳活性炭吸附分离CO2/CH4的研究

分别用碱金属(K)、碱土金属(Ca、Mg)和重金属(Fe、Cu、Ag)对椰壳活性炭(AC)进行改性,对改性前后AC的理化性质及其对CO_2/CH_4的吸附分离效果进行了综合对比分析。结果表明,经金属离子改性后AC的比表面积、总孔体积和微孔体积下降,中孔体积变大;AC改性前后主要官能团基本相同,除Ag~+改性AC中出现了Ag的衍射峰外,其余的物相结构基本没有改变。经金属离子改性后,AC对CO_2的吸附量增大,这与负载的金属增加了AC的表面极性密切相关;而对CH_4的吸附则大体低于原AC。改性AC对CO_2/CH_4混合气的分离效果均优于原AC,其中以K~+改性效果最优。金属离子改性AC对CO_2吸附能力和对CO_2/CH_4混合气分离效果的优劣程度大体为:碱金属改性AC碱土金属改性AC重金属改性AC。     

活性炭纤维脱除二氧化碳的实验研究

采用活性炭纤维(ACF)作为吸附材料,研究了ACF对CO_2和N_2的吸、脱分离特性。结果表明,粘胶基活性炭纤维(V-ACF)和聚丙烯腈基活性炭纤维(PAN-ACF)对CO_2和N_2都表现出较好的吸附效果,其中V-ACF对CO_2和N_2的吸附系数高达9,说明ACF是很好的吸附分离材料。ACF对不同烟气浓度和温度下对CO_2吸附的结果说明,ACF对于高浓度CO_2更易于脱除;讨论了ACF在不同解析温度或时间对吸附的影响和ACF的热稳定性,结果表明,在较高解析温度或者较长解析时间下更加容易脱除CO_2,且再生时间短,最佳的解析时间为15 min。经过相同的多次实验,ACF的性能稳定,再生效率稳定在86%。     

光合细菌生物产氢技术的研究进展

光合细菌生物产氢技术能够将光能利用、氢能制备和有机物去除有效地结合在一起,是一种极具发展潜力的氢能生产技术.分析了光合细菌产氢技术的机制与主要影响因素,着重介绍了国内外各种光合细菌生物产氢技术,指出目前研究技术存在的问题,并对其应用前景进行了评述.     

藻类光合作用对运河(杭州段)水质影响的初步研究

在河流水体自净规律的研究中,浮游藻类的生长状况是一个不可忽视的因素。通过藻类的生命活动,影响和改变水的理化性、透明度、颜色等。藻类通过光合作用,吸收水体中的 CO_2,同时释放出氧气,增加水体的溶解氧含量。反之,当藻类大量繁殖时,水体处于富营养化阶段,藻类的呼吸及残骸的分解,大量耗氧,又减少水体的溶解氧。这种对水体的充氧和耗氧明显影响水体的自净过程。另一方面,水体严重污染的环境,会影响藻类正常生长,因此研究运河藻类光合作用对水质的影响和改变浮游藻类的生长环境的可能,对研究运河水     

厌氧暗发酵产氢细菌研究进展

厌氧暗发酵产氢细菌可在暗环境下分解有机物,产生氢气,在厌氧发酵制氢技术发展中发挥重要作用.对近年来国内外产氢细菌的分离、生理特性、产氢能力研究以及实际应用等方面的进展进行了综述,提出了目前产氢细菌研究存在的问题,认为应加强高效产氢细菌的分离、菌群间代谢网络构建以及弱化产氢过程中有机挥发酸的反馈抑制等方面的研究.     

溶藻细菌L8的溶藻活性代谢产物对水华鱼腥藻光合特性的影响研究

从广州城区某富营养化池塘筛选出1株溶藻细菌L8(简称L8菌),研究了L8菌的溶藻活性代谢产物(简称L8菌溶藻产物)对水华鱼腥藻(Anabaena flos-aquae)光合特性的影响。结果表明,L8菌溶藻产物能够使水华鱼腥藻中的类胡萝卜素、藻蓝蛋白和别藻蓝蛋白的含量显著升高,经L8菌溶藻产物作用7d后,3者分别升高了35.7%、63.2%和185.7%,而叶绿素a含量下降了51.3%;经L8菌溶藻产物作用7d后,水华鱼腥藻的光系统Ⅱ(PSⅡ)的光化学效率、潜在活性以及光合电子产量均明显降低。低温(77K)荧光发射光谱的变化表明,光合色素相对含量的变化导致光能在水华鱼腥藻2个光系统之间的分配发生了变化,影响了光能在光系统Ⅰ(PSⅠ)、PSⅡ中的分配,进而影响了水华鱼腥藻的光合作用效率。     

鼓泡床锅炉富氧焚烧含油污泥技术

提出了一种新型的含油污泥焚烧近零排放处理方式,即利用富氧燃烧技术焚烧含油污泥,油泥无需干化,并可以回收烟气中的CO_2直接用于油田驱油,可以实现CO_2的近零排放。以日焚烧200 t含油污泥为研究对象,构建了鼓泡床富氧燃烧含油污泥锅炉原则性热力系统,并分别从炉膛内密相区埋管、稀相区受热面和尾部对流受热面等方面进行了概念设计,根据鼓泡床锅炉的设计原则并结合富氧燃烧技术特点,设计了一台富氧燃烧含油污泥鼓泡床锅炉。详细介绍了鼓泡床焚烧锅炉的设计参数、结构布置,结果表明:鼓泡床富氧焚烧含油污泥系统的锅炉效率可达92.59%,富氧燃烧工况下炉膛内的换热量远远大于对流换热量。     

酸化冲击对低pH厌氧发酵系统性能的影响

为了研究酸化冲击对厌氧发酵有机废水能源回收系统的影响,利用自制的厌氧内循环反应器(anaerobic internal circulation reactor,AICR),以模拟糖蜜废水为底物,逐步提高进水容积负荷以模拟高容积负荷下出现的酸化冲击。研究了反应器酸化前后运行参数,并利用高通量测序检测了酸化后系统微生物群落结构。结果表明:酸化会导致颗粒污泥解体,产气速率和COD去除率下降,产甲烷活性严重抑制,同时发酵类型也发生转变。反应器酸化以后,发酵类型从丁酸型发酵类型转变为混合酸发酵类型,在进水负荷不变的情况下,总产气速率下降约50%,从2 100 mmol·(L·d)~(-1)下降至1 056 mmol·(L·d)~(-1)。酸化后的系统中,非产氢发酵细菌为优势细菌(54.7%),而产氢细菌所占比例较少(37.3%),未检测到产甲烷细菌。