水葫芦厌氧发酵工程化应用研究

在实验室进行了接种率、破碎程度和温度等对水葫芦厌氧发酵产气率的影响研究.结果表明:水葫芦在中温35℃下,水葫芦和接种污泥的最佳接种率为1:1(总固体物质比),经简单切分后产气率最高,原料产气率为0.540 m3/d(以每千克固体含量计,下同);高温消化与中温消化相比,产气率无明显优势.在实验室研究基础上,对中国农村地区原有的沼气发酵工艺进行适当的改进,设计构建了5 m3 15 m3(酸化池 产气池)两级反应池,该反应池在夏季常温条件下运行良好,80 d的平均原料产气率达0.305 m3/d.     

Biopesticide and formulation processes based on starch industrial wastewater fortified with soybean medium

Abstract

The aim of this study was to produce Bacillus thuringiensis-based biopesticide using starch-producing industry wastewater (SIW) fortified with soybean medium and optimize the formulated product using different adjuvants. This study was necessary as low endotoxin concentration is obtained in formulated biopesticide when SIW alone is used as fermentation medium. The fermentation runs were conducted using SIW alone and SIW fortified with 25% soybean (w/v) medium in 2000?L and 150?L bioreactor, respectively. SIW supplemented with soybean medium showed an increase in cell count (from 1.95?×?10⁸ to 1.65?×?10⁹ CFU mL^–1), spore synthesis (from 1.5?×?10⁸ to 1.35?×?10⁹ CFU mL^–1) and endotoxin concentration (from 436 to 1170?μg mL^–1) when compared to SIW medium alone. The fermented broth was concentrated using continuous centrifugation and adjuvants were added for biopesticide formulation in order to enhance its resistance against UV rays and rainfastness. Entomotoxicity of the formulation produced using fermented broth of SIW fortified with soybean (38,000?IU μL^–1) was higher than that obtained by SIW medium alone (21,000?IU μL^–1), commercial biopesticide Foray 76B (20,000?IU μL^–1) and Btk sander’s (12,500?IU μL^–1).     

利用有机基质厌氧生物产氢的试验研究

对利用有机基质厌氧生物产氢过程进行了试验研究 ,结果表明 ,污泥种类、基质种类、基质浓度和起始 p H对厌氧产氢反应有显著影响。当校河底泥在以 2 0 g COD/L的果糖为基质 ,起始 p H为 6.5时 ,产氢效果最佳 ,停滞期仅为 5 h,产气速率高达5 0 .1m L/g VSS·h,且可持续 12 h,累积产气量高达 60 4.9m L/g VSS,其中氢气含量约为 5 0 %。半连续试验的结果表明 ,若及时更换和补充基质 ,适当调节 p H,就可实现持续产氢 ,在 16h内平均产气速率可达 60 .0 m L /g VSS· h,氢气含量约为 45 %。     

进料浓度对鸡粪长期高温甲烷发酵的影响

通过固定水力停留时间（HRT）为20d,逐步提高进料总固体（TS）浓度为5.0%,7.5%和10.0%的方式提高有机负荷（OLR）,在高温（55±1）℃条件下开展鸡粪长期甲烷发酵实验并测定了各阶段污泥的比产甲烷活性（SMA）,探究氨氮浓度对鸡粪高温甲烷发酵的影响.结果显示,当进料TS由5.0%增至10.0%,出料氨氮浓度由（2.5±0.3）g/L增至（6.1±0.2）g/L,挥发性脂肪酸（VFAs）由（0.4±0.1）g/L增至（26.1±1.5）g/L,pH值由（8.3±0.2）降至（6.9±0.1）,产气率由（267.2±12.5）mL/g TS_in降至49.8±8.2mL/g TS_in,甲烷浓度由（67.2±1.3）%降至（36.0±1.7）%.长时间采用TS 10.0%的进料浓度,发酵系统中氨氮浓度最高达到7.5g/L,VFAs浓度达到27.0g/L,产气下降明显.氨氮抑制鸡粪高温甲烷发酵产气的初始浓度为2.5~3.0g/L.进料TS大于7.5%,鸡粪高温甲烷发酵会受到氨氮抑制.氨氮浓度的升高导致高温发酵体系利用乙酸产甲烷的能力降低,氨氮浓度达到5.5g/L,SMA降低60.0%;氨氮浓度达到7.0g/L,污泥利用乙酸产甲烷的活动几乎停止.     

黄孢原毛平革菌固态发酵产漆酶的研究及应用

对黄孢原毛平革菌（BKMF-1767）利用香蕉皮和玉米棒为发酵底物产胞外漆酶进行了研究.结果表明,当香蕉皮与玉米棒混合比例为1∶2、诱导剂CuSO₄为0.4 mmol/L时,能获得最高漆酶酶活12.68　U/g.利用固态发酵所获得的粗漆酶液,进行了降解五氯酚的试验.在没有氧化还原介体时粗漆酶液能降解PCP,粗酶液中加入5　mmol/L氧化还原介体（ABTS）能获得更高的降解率,反应6 h分别为37.8%和97%.将粗漆酶液用(NH₄)₂SO₄盐析纯化,用提纯后漆酶降解PCP,6 h后降解率为81.8%.     

玉米秸秆化学预处理后进行厌氧干发酵试验的研究

采用稀硫酸和稀氢氧化钠处理玉米秸秆,分析秸秆纤维组成和纤维结构的变化,并对酸、碱处理后的玉米秸秆进行厌氧干发酵试验。研究表明,采用稀酸处理玉米秸秆的还原糖产率明显高于采用稀碱处理的玉米秸秆;稀硫酸对半纤维素的去除率可达74.27%,稀碱对木质素的去除率最高可达83.94%;玉米秸秆经稀酸处理和稀碱处理后进行厌氧干发酵试验,其累积产气率和甲烷含量都有所提高,但酸法高于碱法。     

红霉素废液生产单细胞蛋白的发酵条件研究

采用单因素及正交方法,以微生物含量为主要检测指标,研究红霉素废液生产单细胞蛋白的工艺条件。探讨了接菌量、发酵培养基中废液含量、发酵时间、发酵pH值、氮源等因素对单细胞蛋白产量的影响。结果表明,红霉素废液发酵生产蛋白的适宜条件为:发酵培养基中废液含量20%,接菌量6%,pH=6,发酵时间72h。     

秸秆资源现状及秸秆沼气效益分析

介绍了农作物秸秆在我国的分布情况和秸秆的组成成分,阐述了将秸秆应用于沼气中的实际价值与研究进展,分析了秸秆沼气对环境、经济与社会的影响。     

利用Ethanoligenens harbinense R3连续培养的CSTR的启动与运行

采用连续流搅拌槽式反应器(CSTR)为实验装置,探讨了利用新型发酵产氢菌R3的生物制氢反应器的启动与运行情况.实验表明,维持反应器内pH在4.5左右、COD启动值为6000 mg·L-1、水力停留时间为8 h等条件,可在30 d内完成反应器内菌种对环境的适应并进入稳定运行阶段,此时系统氧化还原电位(HRT)稳定在-400mV左右.系统内的液相末端发酵产物中乙醇含量最大,占发酵产物总含量的65%,乙醇和乙酸所占比例为95%,系统呈现明显的乙醇型发酵特性.启动和运行阶段的积累产氢量为399.33 L,最大产氢量达15768.8 mL·d-1,最大氢气产率为49.94%.有机氮源可被微生物利用而无机氮源对产氢并无太大影响.使用有机氮源和磷源时积累产气量、积累产氢量和发酵液相末端产物与空白对照相比有所增大.     

餐厨垃圾厌氧干发酵处理产甲烷潜力及动力学研究

研究采用中温厌氧干发酵反应器,针对餐厨垃圾厌氧干发酵过程中p H,VFA,COD和产气量的变化,结合修正Gompertz方程分析厌氧干发酵产甲烷的动力学过程。在中温厌氧干发酵系统负荷和初始条件下,分析厌氧干发酵产甲烷过程变化,建立厌氧干发酵产甲烷模型,对其预测和试验验证及误差进行分析。结果表明,在中温厌氧干发酵过程中p H先下降后上升,VFA浓度先增加后减少,COD去除率保持在76.02%~90.28%之间;修正Gompertz动力学模型,可以较好地分析餐厨垃圾厌氧干发酵产甲烷过程(决定系数R~20.99),经拟合,具有较高的产甲烷能力,且与试验结果显著相关;在检验水平a=0.05条件下,其方差分析的P值为0.938,大于0.05的显著性,表明模型能较好地预测厌氧干发酵累积产甲烷量。