蔬菜与餐厨垃圾厌氧发酵启动阶段微生物分析

为了研究厌氧发酵启动阶段微生物菌群结构、数量变化情况与沼气产量的关系,分别对蔬菜废弃物和餐厨垃圾单一物料发酵进行分析,并测定pH值、挥发性脂肪酸（VFA）、氧化还原电位。结果表明,餐厨垃圾比蔬菜废弃物的启动时间长,但产气持久。蔬菜废弃物中细菌达峰值的时间早于餐厨垃圾,说明蔬菜废弃物中的有机质更利于微生物降解利用。两种原料中的微生物群落结构变化一致,启动阶段初期好氧和兼性厌氧细菌属优势菌,其中产酸菌增殖速率高于氨化细菌,是启动阶段降解有机质的主要菌群。随后厌氧细菌快速增殖,13增殖速率由不足20％增长到近100％并保持稳定。厌氧纤维素降解菌在启动阶段增殖较慢,原料中纤维素降解在厌氧发酵后期。原料液VFA中丁酸含量最多,最高浓度4．7mg／mL以上,占有机酸总量总量的46％以上,厌氧发酵类型为丁酸发酵型。     

蔬菜与餐厨垃圾厌氧发酵启动阶段微生物分析简

为了研究厌氧发酵启动阶段微生物菌群结构、数量变化情况与沼气产量的关系,分别对蔬菜废弃物和餐厨垃圾单一物料发酵进行分析,并测定pH值、挥发性脂肪酸（VFA）、氧化还原电位。结果表明,餐厨垃圾比蔬菜废弃物的启动时间长,但产气持久。蔬菜废弃物中细菌达峰值的时间早于餐厨垃圾,说明蔬菜废弃物中的有机质更利于微生物降解利用。两种原料中的微生物群落结构变化一致,启动阶段初期好氧和兼性厌氧细菌属优势菌,其中产酸菌增殖速率高于氨化细菌,是启动阶段降解有机质的主要菌群。随后厌氧细菌快速增殖,日增殖速率由不足20%增长到近100%并保持稳定。厌氧纤维素降解菌在启动阶段增殖较慢,原料中纤维素降解在厌氧发酵后期。原料液VFA中丁酸含量最多,最高浓度4.7 mg/mL以上,占有机酸总量总量的46%以上,厌氧发酵类型为丁酸发酵型。     

园林废弃物堆肥用于屋顶绿化轻型基质的配方筛选

针对用于屋顶绿化基质的泥炭存在资源不足的问题,以园林废弃物堆肥、泥炭和珍珠岩配制9组混合基质,以马蔺为供试植物,通过基质筛选和屋顶绿化模拟栽培实验研究园林废弃物堆肥替代泥炭用于屋顶绿化轻型基质的效果。结果表明,9组基质干容重为0.08~0.11 g·cm⁻³、饱和水容重为0.46~0.56 g·cm⁻³。添加20%泥炭的处理组总孔隙度和通气孔隙度较小,持水孔隙度较大。9组基质的pH和EC适宜植物生长。结合隶属度评价结果和北京市《屋顶绿化规范》,筛选T3组(10%园林废弃物堆肥+90%珍珠岩)和T6组(10%园林废弃物堆肥+10%泥炭+80%珍珠岩)2组处理用于屋顶绿化模拟栽培实验。结果表明,2组基质全氮、有效磷、速效钾质量分数变化趋势基本一致,T6组中10%园林废弃物堆肥和10%泥炭的混合加入提升了基质全氮和有机质质量分数,但抑制了基质有效磷和速效钾的释放。2组处理中的马蔺均生长良好,T3组(1.475 mg·g⁻¹)马蔺叶绿素质量分数比T6组(1.154 mg·g⁻¹)处理提升了27.82%,而T6组基质促进了株高增长、地上部和地下部生物量积累。主成分综合评价得分为T3组>T6组,即10%园林废弃物堆肥与90%珍珠岩混合配制的基质得分最高,能够替代泥炭用于屋顶绿化中。本研究结果可为园林废弃物堆肥用作屋顶绿化轻型基质提供参考。     

白腐菌应用于堆肥处理含木质素废物的研究

白腐菌对木质素具有较强的降解能力。通过在含大量木质素的模拟垃圾堆肥中采取添加白腐菌菌剂与不添加该菌剂2组实验对比,在相同堆肥处理条件下,接种菌剂的堆肥中木质素总量由274988mg降至15438mg,降解率达4386%,远高于未接种菌剂的堆肥中木质素的降解率,表明白腐菌可有效用于含木质素废弃物的堆肥处理,并有望于加速堆肥腐熟,提高堆肥效率。     

白腐菌应用于堆肥处理含木质素废物的研究

白腐菌对木质素具有较强的降解能力。通过在含大量木质素的模拟垃圾堆肥中采取添加白腐菌菌剂与不添加该菌剂2组实验对比，在相同堆肥处理条件下，接种菌剂的堆肥中木质素总量由27498．8mg降至15438mg，降解率达43．86％，远高于未接种菌剂的堆肥中木质素的降解率，表明白腐菌可有效用于含木质素废弃物的堆肥处理，并有望于加速堆肥腐熟，提高堆肥效率。     

焦化厂污染土壤堆肥修复过程的毒性变化

以北京某焦化厂污染土壤为研究对象,按照5∶1的比例添加锯末后加入5%的草炭进行好氧堆肥,通过对污染土壤堆肥处理过程中16种PAHs的降解率、CAT值、SOM值、土壤毒性、pH和TN值的变化规律进行比较,研究添加草炭好氧堆肥对实际有机污染土壤中PAHs的降解效果。研究结果表明,(1)添加草炭好氧堆肥能有效降解有机污染土壤中PAHs,堆肥49 d后,EPA优控的16种PAHs总值从1 085.42 mg/kg降低到71.10 mg/kg,总降解率为93.27%。(2)焦化厂土壤中PAHs浓度较高的分别为荧蒽、菲、芴、苯并(a)蒽、芘、蒽和苯并(k)荧蒽,它们的和占Σ16PAHs总量的73.56%,其中荧蒽的含量最高,浓度为186.913 mg/kg。这7种PAHs的经过49 d添加草炭堆肥后降解率分别为95.67%、93.52%、92.22%、93.12%、93.01%、95.19%和96.24%。(3)通过有机质值和Σ16PAHs总量作图发现,有机质值和Σ16PAHs总量有一定的相关性,这表明在堆肥过程中,微生物在PAHs降解过程中起到很大的作用。     

堆肥中纤维素和木质素的生物降解研究现状

堆肥是垃圾处理的主要方法之一 ,厨房垃圾、园林垃圾、农村秸秆和日常生活中的废弃纤维产品均可作为堆肥原料 ,这些原料中含有一定量的纤维素和木质素 ,而纤维素和木质素在堆肥过程中较难生物降解。因此 ,国内外学者致力于研究能加速纤维素和木质素降解的高效微生物。研究发现 ,对纤维素和木质素有降解能力的微生物主要是高温放线菌和高温真菌 ,其中有独特降解机制的白腐菌在木质素降解中起着重要作用     

市政污泥堆肥过程中微生物群落的动态变化

基于磷脂脂肪酸技术研究堆肥过程中的微生物群落的动态变化,从微生物结构演替的角度为优化堆肥工艺提供一定的理论依据。结果表明,在污泥高温好氧快速堆肥反应的前中期细菌占主导作用,且在整个堆肥期间丰度较高(总共检测出33种细菌磷脂脂肪酸标记物),其结构变化与堆肥反应温度变化有着密切的联系。细菌的比例增长主要集中在堆肥反应中温度较高的时期。所检测到的真菌属PLFA16:00、18:1w9c在微生物群落结构中所占的比例没有明显的变化,摩尔百分数维持在30%左右,可以推测其对污泥中木质素、纤维素这些大分子难降解的物质有一定的代谢分解作用,故受堆肥环境参数变化的影响较小,建议在堆肥中期接种合适的真菌、放线菌,增加堆肥后期微生物的代谢潜能,提高堆肥反应的效率,提升堆肥产品的肥力。     

热水洗辅助微生物修复高含油落地油泥

为解决油田落地油泥含油率高但不能直接进行生物无害化处置的问题,探索一种热水洗辅助微生物修复工艺。利用热水洗实验考察了清洗配方和水温对降低含油率的影响;从落地油泥中分离出石油烃降解菌,以用于含油残砂的微生物降解过程,同时探究填料和烃降解微生物对残砂中石油烃降解效果的影响。结果表明,鼠李糖脂清洗剂在总用量为0.5%、水洗时间30 min和50 ℃条件下,可将油泥含油率由107.1 mg·g⁻¹降至为39.3 mg·g⁻¹;水洗后残砂中的土著菌群数量出现了明显下降。分离获得了2株烃降解菌,并优选出具有增加油泥溶氧和保水的沼渣。将烃降解微生物和优选沼渣加入残砂后,石油烃生物降解效率得到显著提升,200 d后含油率降为4.62 mg·g⁻¹。在此过程中,微生物优先降解分子量小的饱和烃和芳香烃组分,对胶质和沥青质等组分降解程度偏低。该研究结果可为油田高含油落地油泥的环保处置提供参考。     

缓释氮源的固定化Rhodococcus sp.W7颗粒处理焦化废水

本研究将固定化微生物与氮源缓释相结合,以提高一般固定化微生物在氮源缺乏环境中的生物降解效率。利用尿素作为缓释氮源,通过将聚乙烯醇-海藻酸钠混合凝胶(包含尿素)在3% CaCl₂ 饱和硼酸溶液中一次交联,在0.5 mol·L⁻¹硫酸钠溶液中二次交联,最终制得的缓释尿素固定化微生物颗粒包封率高达98%以上,溶胀率在15%~25%,同时有较高的机械强度。在无氮条件下,颗粒可在4、8、12 h内分别完成对100 mg·L⁻¹苯酚、吡啶或喹啉的降解;在高碳氮比的模拟焦化废水环境下,可在6 h内完成对100 mg·L⁻¹苯酚、10 mg·L⁻¹吡啶及10 mg·L⁻¹喹啉混合底物的降解。另外,固定化微生物颗粒所包含的尿素提供的氮源能满足固定化微生物每天降解100 mg·L⁻¹苯酚并持续20 d。以上研究结果表明所制备的缓释尿素固定化微生物颗粒可应用于氮源匮乏的污水治理中并有较好的应用效果。     

不同接种量的微生物秸秆腐熟剂对蔬菜副产物堆肥效果的影响

为了明确不同接种量的微生物秸秆腐熟剂对蔬菜副产物堆肥效果的影响,以玉米秸秆为调理剂,在调节初始物料含水率为63％和C/N为28的条件下,设置了B1(堆肥混合物+1％秸秆腐熟剂)、B2(堆肥混合物+3％秸秆腐熟剂)、B3(堆肥混合物+5％秸秆腐熟剂)和CK(堆肥混合物+3％灭菌惰性载体)4个处理,测定不同堆肥处理对温度、含水率、碳氮比(C/N)、半纤维素、纤维素、木质素、总养分含量、发芽指数等指标的影响.结果表明,蔬菜副产物堆肥接种微生物秸秆腐熟剂均能够使堆肥周期缩短,有效降低堆肥含水率,提高有机质的降解幅度,并且使堆肥中半纤维素、纤维素、木质素降解率分别提高1.03％、1.16％和1.47％;氮磷钾养分含量也比不接种处理平均提高0.48％.4个处理的总体堆肥效果表现为:B2＞B1 ＞B3＞CK.     

堆肥中纤维素和木质素的生物降解研究现状

堆肥是垃圾处理的主要方法之一，厨房垃圾、园林垃圾、农村秸秆和日常生活中的废弃纤维产品均可作为堆肥原料，这些原料中含有一定量的纤维素和木质素，而纤维素和木质素在堆肥过程中较难生物降解。因此，国内外学者致力于研究能加速纤维素和木质素降解的高效微生物。研究发现，对纤维素和木质素有降解能力的微生物主要是高温放线菌和高温真菌，其中有独特降解机制的白腐菌在木质素降解中起着重要作用。     

微生物菌剂复配及强化厨余垃圾好氧堆肥效果分析

厨余垃圾中有机组分的降解速率是影响其堆肥过程的重要因素。针对厨余垃圾中脂肪、蛋白质等特异组分设计了微生物菌剂复配方案,筛选了复配的微生物菌剂适宜接种量,并验证了厨余垃圾堆肥的强化效果。结果表明:厨余垃圾堆肥的适宜复配比为m(米曲霉)∶m(地衣芽孢杆菌)∶m(解脂假丝酵母)∶m(绿色木霉)∶m(褐球固氮菌)=1.5∶1∶1.2∶2∶1;且当接种量为6‰时,厨余垃圾中特异性组分脂肪降解率可达76.2%,氮损失率最低为11.8%。同时发现,固氮菌可以减少堆肥过程中氮素的损失,但固氮效果与初始加入固氮菌的量有关,且与菌剂间多种微生物的协作有关,进一步说明了微生物菌剂复配必要性和有效性。     

土霉素残留对猪粪堆肥过程中理化性质的影响

为探讨土霉素残留对猪粪堆肥过程的影响,以猪粪和锯末为原料,设置土霉素初始残留质量浓度分别为0、10、50、100、150 mg/kg的5个处理,进行为期30 d的好氧堆肥,研究土霉素对堆肥过程中温度、含水率、水溶性NH4+-N、水溶性NO3- -N、水溶性有机碳(DOC)的变化影响.结果表明:(1)土霉素残留加速了温度的下降,不利于温度的上升.(2)土霉素初始残留质量浓度为100、150 mg/kg不利于堆肥过程中水分的散失,并且会造成堆肥结束后堆体的高含水率.(3)土霉素抑制了堆肥过程中微生物对有机氮的分解及硝化细菌的硝化作用,其中150mg/kg处理的土霉素抑制作用最显著.(4)堆肥结束后,0、10、50、100、150 mg/kg处理的DOC分别为3 815.65、3 461.88、3 429.28、3 231.18、2 782.09mg/kg.0 mg/kg处理的DOC高于其他4个处理,且与150 mg/kg处理之间差异显著,表明土霉素抑制了堆肥过程中微生物对有机碳的利用,其中150 mg/kg处理的土霉素抑制作用最显著.     

代谢表面活性剂菌处理含油污泥的研究

试验采用异位生物修复技术堆肥法,对某炼厂油泥进行生物修复处理研究.用微生物代谢的表面活性剂对油泥进行预处理,洗脱油泥中部分油分后进行堆肥试验,投加从油田含油土壤中获得的以石油为唯一碳源、代谢高效生物表面活性剂的微生物C-2菌、F-2菌以及无机营养物和疏松剂(锯末),降解油泥中的石油污染物.经过外源微生物和内源微生物共同作用120 d,油泥中的石油烃总量由22 910 mg/kg下降到3 000 mg/kg以下.试验利用色谱-质谱联用方法分析了降解前后石油组分的变化.菌株经传统方法鉴定为蜡状芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌.     

人粪便中温好氧堆肥过程的有机物降解特性研究

利用密闭式小型堆肥反应器,以锯末作为堆肥载体,采用批量反应的操作方式,在35℃的温控条件下进行了人粪便的中温好氧堆肥实验。结果表明,在14 d的堆肥反应周期内,粪便中以COD为参数的有机物去除率可达到70%左右,且在10～12 d内基本完成有机物降解。在中温条件下,堆体容易保持适宜的含水率和pH值,维持适宜微生物繁殖生长的条件。运用磷脂法进行堆肥过程中微生物总量的分析,表明在一个堆肥周期内,微生物经历了环境适应期、稳定增殖期、生物量下降期等3个阶段,这一微生物繁衍规律与有机物的去除密切相关。与高温堆肥相比,中温堆肥能够减少设备加热的能量消耗,是缺水地区人粪便处置的可选方法之一。     

蔬菜类废弃物甲烷发酵的产气潜能及过程特征

蔬菜废弃物具有适合厌氧发酵的特性。采用Batch实验方法,对5种常见的蔬菜废弃物的产气潜能进行研究,并在此基础上进一步对厌氧发酵过程限制性步骤及物质转化特征进行分析。研究结果表明:5种蔬菜废弃物累积产甲烷量在发酵0～10 d内增加较快,土豆和白菜废弃物产甲烷潜能最大,分别达到102 mL·g-1(VS),和83 mL·g-1(VS),而黄瓜废弃物的甲烷化潜能较低,只有35 mL·g-1(VS)左右。动力学参数拟合表明:土豆和白菜废弃物厌氧发酵水解、酸化、乙酸化和甲烷化各过程转化速率都明显高于其他废弃物,并且各过程最大转化潜能也较其他类蔬菜高出2倍之多。厌氧发酵限制性步骤分析表明,快速水解生成的SCOD不能有效地转化为VFAs,限制了白菜废弃物厌氧消化的后续转化,而VFAs的累积则是胡萝卜、黄瓜和土豆废弃物厌氧发酵的限制性步骤, SCOD以及VFAs同时累积是茄子废弃物发酵过程的显著特征。对各物质发酵过程物质转化特征分析表明,各废弃物由于4 d以后甲烷菌对乙酸的利用减慢,导致丙酸向乙酸的转化减慢而发生累积现象,10 d以后由于产酸过程的减弱,累积的丙酸盐逐渐转化。     

微生物耦合铁碳微电解强化水生植物浮床对农村生活污水的深度处理

为减少农村生活污水中有机物对河流水体的污染,以现有农村污水分散处理的一级出水为进水,研究了传统植物浮床、铁碳微电解和常规生物填料的耦合工艺对农村污水的处理效果。该耦合工艺应用物化反应、生物反应、化学反应为共生关系,建立人工生态系统,用以削减水体中的污染负荷。结果表明：微生物耦合铁碳微电解强化浮床在冬季对COD、TP、${{\rm{NH}}_4^ +} $-N和TN的去除率分别可达到78.6%、78.2%、72.2%和73.3%,在夏季的去除率分别可以达到88.8%、75.6%、78.1%和80%;在冬季和夏季的耦合强化浮床中COD的降解速率分别达到2.933 mg·(L·d)⁻¹和3.529 mg·(L·d)⁻¹,TP的降解速率分别为0.055 mg·(L·d)⁻¹和0.061 mg·(L·d)⁻¹,${{\rm{NH}}_4^ +} $-N的降解速率分别为0.583 mg·(L·d)⁻¹和0.8 mg·(L·d)⁻¹,TN的降解速率分别为0.73 mg·(L·d)⁻¹和1.114 mg·(L·d)⁻¹,均优于传统植物浮床与微生物强化浮床的作用效果;微生物耦合铁碳微电解强化浮床对植物的促生长作用明显强于传统浮床和微生物强化浮床,冬季实验前后植物增重为23.3 g,夏季植物增重达到67.4 g;耦合浮床中微生物活性是微生物强化浮床中的1.81倍和1.45倍;最后利用因子的相关性分析与主成分分析,结果进一步表明,由于微生物与铁碳微电解的协同作用促使微生物数量与活性的提升,进而对污染物去除效果产生重要影响。以上研究结果可为农村生活污水的深度处理提供技术支持。     

卧式螺旋污泥好氧动态堆肥技术的研究

利用卧式螺旋式污泥好氧堆肥装置进行间歇式动态堆肥,对污水厂厌氧消化污泥进行了中温堆肥试验研究.通过控制各组堆肥的含水率、物料配比和通气量,重点探讨各种条件下堆体温度与有机物降解的关系.试验结果表明,厌氧消化污泥以木屑为调理剂在装置中可以实现好氧堆肥处理,其适宜的物料控制参数为:污泥:木屑=10:1～1.5(湿重比),堆肥含水率50%～60%;过程控制参数为:通风量为6.7～8.3 m3/h·t,发酵周期为8 d,温度45℃.     

多环芳烃降解菌菌群构建及其适宜降解环境条件的确定

利用富集培养技术从某焦化厂土壤中筛选出来的菌种,根据3种不同的配伍方式构成3种不同的菌群。以苯并[a]芘、苯并[b]蒽、苯并[b]荧蒽、苯并[k]荧蒽和茚并[1,2,3-cd]芘5种多环芳烃为唯一碳源的无机盐培养基,不同菌群降解效率均达到60%以上。模拟多环芳烃污染的土壤环境,利用正交实验对菌群组合、菌量等因素不同水平探索降解的适宜条件。降解14 d的适宜条件为组合二：菌量20%、温度30℃、土壤含水率15%、营养盐质量比（m（C）：m（N）：m（P））为120：10：1、表面活性剂500 mg·kg-1、Fenton试剂和植物油2.5%;降解28 d的适宜条件为组合三：菌量10%、温度30℃、土壤含水率15%、m（C）：m（N）：m（P）为100：10：1、表面活性剂1 000 mg·kg-1、Fenton试剂和植物油5%;降解52 d的适宜条件为组合三：菌量20%、温度20℃、土壤含水率35%、m（C）：m（N）：m（P）为120：10：1、表面活性剂500 g·kg-1、Fenton试剂和植物油为0。m（C）：m（N）：m（P）随着降解时间的延长影响作用逐渐减小。在降解的整个阶段,菌群组合的类型对于降解率的影响最大。对于降解14 d时,菌群组合二为最优菌群,对于降解28和52 d时,菌群组合三为最优菌群。