Potassium ferrate pretreatment promotes short chain fatty acids yield and antibiotics reduction in acidogenic fermentation of sewage sludge

During the acidogenic fermentation converting waste activated sludge (WAS) into short-chain fatty acids (SCFA), hydrolysis of complex organic polymers is a limiting step and the transformation of harmful substances (such as antibiotics) during acidogenic fermentation is unknown. In this study, potassium ferrate (K₂FeO₄) oxidation was used as a pretreatment strategy for WAS acidogenic fermentation to increase the hydrolysis of sludge and destruct the harmful antibiotics. Pretreatment with K₂FeO₄ can effectively increase the SCFA production during acidogenic fermentation and change the distribution of SCFA components. With the dosage of 0.2 g/g TS, the maximum SCFA yield was 4823 mg COD/L, which is 28.3 times that of the control group; acetic acid accounts for more than 90% of the total SCFA. The higher dosage (0.5 g/g TS) can further increase the proportion of acetic acid, but inhibit the overall performance of SCFA production. Apart from the promotion of hydrolysis and acidogenesis, K₂FeO₄ pretreatment can also simultaneously oxidizes and degrades part of the antibiotics in the sludge. When the dosage is 0.5 g/g TS, the degradation efficacy of antibiotics is the most significant, and the contents of ofloxacin, azithromycin, and tetracycline in the sludge are reduced by 69%, 42%, and 50%, respectively. In addition, K₂FeO₄ pretreatment can also promote the release of antibiotics from sludge flocs, which is conducive to the simultaneous degradation of antibiotics in the subsequent biological treatment process.     

V/Ce共掺杂TiO2光催化降解甲醛的实验研究

采用溶胶凝胶法制备了不掺杂、V 掺杂、Ce掺杂、V/Ce共掺杂纳米TiO₂光催化剂，并将其分别负载于瓷砖上，利用X射线衍射分析（XRD）和扫描电镜分析（SEM）技术对薄膜样品的结构和形貌进行了表征。通过对甲醛的降解实验评价光催化剂的光催化活性。实验结果表明，光催化剂的负载量、共掺杂离子的掺杂量、掺杂配比、煅烧温度影响纳米TiO₂的光催化活性。V/Ce共掺杂TiO₂光催化剂产生了协同效应，其光催化活性优于纯TiO₂和单掺杂TiO₂样品。     

林可霉素菌(Streptomyces lincolnensis)利用吡唑酮废水的研究

采用被吡唑酮废液驯化、分离、筛选后的林可霉素菌,并对其在摇瓶上利用吡唑酮废液中的硫酸铵发酵(7 d)生产林可霉素进行了研究。实验结果表明,废液加入培养基体积比都为1∶10,实验1中菌丝代谢和对照比正常,其中还原糖利用最快,在发酵后期为0.24 mg/L,林可霉素起步效价最低为2 100 IU/mL,与对照相比最后发酵效价降低了70 IU/mL;实验2发酵过程pH值偏低,全程为5.86～6.50,氨基氮代谢缓慢为40 mg/100 mL,最后林可霉素效价最低为4 480 IU/mL;实验3中废液在发酵进入48 h中后期的时候补入能促进菌丝体分泌,最后林可霉素为5 180 IU/mL,比对照发酵水平高出8.82%。可见实验3的实验设计有利于林可霉素菌利用吡唑酮废液生产林可霉素,为废物循环利用、变废为宝的可行性作了有意义尝试。     

黄地老虎NPV增效作用的研究

对黄地老虎核型多角体病毒（ＡｓＮＰＶ）的多角体蛋白和病毒粒子组分进行分离纯化，分别与棉铃虫核型多角体病毒（ＨａＮＰＶ）混合感染三龄棉铃虫幼虫，发现此二种组分均能够提高棉铃虫幼虫的死亡率，缩短半致死时间，降低半致死浓度。使用酶联免疫吸附测定（ＥＬＩＳＡ）技术检验ＡｓＮＰＶ多角体蛋白和病毒粒子与粘虫颗粒体病毒增效因子（ＰｓＧＶ－ＳＦ）和ＨａＮＰＶ多角体蛋白的同源性，发现ＡｓＮＰＶ多角体蛋白和病毒粒子与     

餐厨垃圾混菌发酵制备燃料乙醇

以校园餐厨垃圾为原料,利用根霉和枯草芽胞杆菌进行糖化预处理,再接种啤酒酵母发酵产乙醇。通过单因素实验,以乙醇产量为响应值,对发酵条件进行优化。实验结果表明:乙醇产量最佳的发酵条件为:当底料含水率为22.79%,啤酒酵母接种量为15%,30℃培养条件下,经过5 d发酵,乙醇产量最高可达到6.67%。选用餐厨垃圾丰富了燃料乙醇的取材途径,实现了原材料的多元化,采用微生物预降解原材料为实现高产乙醇奠定了基础。     

土壤-植物系统中磷和砷相互作用关系的研究进展

砷元素导致的环境污染问题日益突出，施磷已成为植物修复砷污染土壤过程中必要强化措施之一。土壤-植物系统中磷和砷的相互作用关系是非常复杂的，研究表明：磷和砷在土壤中往往是共生的，但又存在竞争吸附关系；磷和砷在不同植物中的相互作用关系主要有拮抗效应和协同效应；有必要通过分子生物学手段对磷和砷表达基理进行深入研究，获得对砷具有超积累能力的植株。     

响应面法和神经网络优化Acinetobacter sp. DNS32发酵基质

为了提高阿特拉津降解菌Acinetobacter sp.DNS32的产量,分别采用响应曲面法和基于人工神经网络的遗传算法对阿特拉津降解菌DNS32发酵培养基中3个重要基质成分(玉米粉、豆饼粉、K2HPO4)进行优化研究。响应曲面法确定3种成分的含量为玉米粉39.494 g/L,豆饼粉25.638 g/L和K2HPO43.265 g/L时,预测发酵活菌最大生物量为7.079×108CFU/mL,实测量为7.194×108CFU/mL;人工神经网络结合遗传算法优化确定3种主要成分含量为玉米粉为39.650 g/L,豆饼粉为25.500 g/L,K2HPO4为2.624 g/L时,预测最大值为7.199×108CFU/mL,实测量为7.244×108CFU/mL;最终确定培养基配方:玉米粉为39.650 g/L,豆饼粉为25.500 g/L,K2HPO4为2.624 g/L,CaCO3为3.000 g/L,MgSO4.7H2O和NaCl均为0.200 g/L;优化后阿特拉津降解菌DNS32发酵生物量比优化前提高了36.6%。结果表明,在阿特拉津降解菌DNS32发酵培养基组分优化方面,响应面法和基于人工神经网络的遗传算法都是可行的,基于人工神经网络的遗传算法具有更好的拟合度和预测准确度。     

牛粪厌氧发酵的载体筛选试验研究

为了提高厌氧发酵装置的效率，人们研究了各种各样的方法和措施，其中应用填料或载体使生物菌能够延长驻留期是其中的方法之一，开展载体筛选及其结构设计在厌氧发酵装置中的试验，有助于对此问题的深入研究以及将其成果应用于生产实践。通过静态载体筛选试验选择了玻璃纤维作为载体、PVC塑料管作为载体骨架制成的装置在动态序批式厌氧发酵装置中进行了试验。结果表明：此载体骨架结构对于牛粪动态厌氧发酵具有明显的提高产气效率、改变产气质量和促进有机物转化为挥发性脂肪酸的作用。     

不同堆沤处理对玉米秸秆厌氧发酵的影响

研究利用纤维素分解菌F2对玉米秸秆进行堆沤预处理,将经不同堆沤预处理时间后的秸秆与猪粪混合进行厌氧发酵产沼气试验。结果发现,堆沤15 d后秸秆的总有机碳含量降低了10.06%,VS去除率和纤维素降解率比未加菌堆沤预处理分别提高了10.74%、10.60%;加菌堆沤预处理后的秸秆厌氧发酵甲烷产气率、干物质产气率、发酵前后VS去除率均高于未加菌堆沤预处理后的秸秆,且产气效率也有明显的提高;加菌堆沤预处理10 d的秸秆比未加菌堆沤预处理15 d的秸秆提前了2 d达到产气高峰,累计产气量达到21 957 mL,比未加菌堆沤预处理15 d的秸秆增加了1 629 mL。实验结果表明:该纤维素分解菌对玉米秸秆纤维素有较强的降解能力,并在一定程度上促进了有机碳的矿化;有效地提高了秸秆的生物降解性能,缩短了预处理所需时间;同时提高了玉米秸秆的利用率和产气潜力。     

餐厨垃圾综合资源化处理技术实例研究

在目前餐厨垃圾处理现状基础上,介绍了一种餐厨垃圾处理工艺,采用机械生物处理技术,包括收运系统、粉碎分选预处理、厌氧发酵生物处理、沼气热电联供、有机堆肥、废水处理、除臭系统多个环节,分离出油脂进行回收,垃圾厌氧发酵产生沼气发电,沼渣进行堆肥,以期实现餐厨垃圾减量化、无害化、资源化,解决"垃圾猪"、"地沟油"问题。