高效木质纤维素分解复合菌系降解稻草特性的研究

以1%稻草为惟一碳源,利用间歇实验,在50℃的静置培养条件下,对特异驯化获得的一组高效木质纤维素复合菌系的生长及降解特性进行了深入的探讨。实验结果表明,复合菌系的优势菌是杆菌,其生长曲线显示典型的3阶段,即0~108 h的对数生长期、108~144 h的稳定期、144~216 h的衰亡期。当发酵结束时,稻草的降解效率达到75%,90%以上的产物是乙酸,其次是少量的乙醇、丁酸和丙酸,这种发酵类型为下游两相厌氧消化的产甲烷相的稳定、高效运行提供重要物质基础。     

抗酸化复合菌系强化堆肥优势微生物演替规律分析

设置接种组(接种抗酸化复合菌系(AAMC))、加碱组(添加MgO和K2 HPO4)和对照组(自然堆肥)3个堆肥处理,采用元蛋白质组学技术,揭示AAMC对餐厨垃圾堆肥优势微生物演替的影响.结果表明:(1)接种和加碱组均可规避堆体温度延滞上升问题,分别在第5、6天即可满足美国环境保护署固废无害化标准.83.9％～94.1％...     

润滑油高效降解菌的筛选及降解性能

实验以被石油污染的土壤为出发菌源,以润滑油为唯一碳源,经过筛选分离得到4株对润滑油具有降解能力的菌株。经过形态观察、生理生化实验初步鉴定发现,4株菌株分别为黄单胞菌属(Xanthomonas)、动胶菌属(Azotobac-ter)、假单胞菌属(Pseudomonas)和黄杆菌属(Flavobacterium),其中菌株G4为黄杆菌属,其润滑油降解效率最高。研究菌株G4降解性能的影响因素发现,实验中的各因素对润滑油降解率的影响大小依次为:温度>葡萄糖浓度>硫酸铵浓度>pH值。在温度20～40℃下,菌株G4对润滑油均具有一定的降解能力。在适宜的温度范围中,pH值5.0～9.0范围内,菌株G4的润滑油降解率随pH值的变化很小,且均在80%以上。菌株G4在以润滑油为唯一碳源时的最佳培养条件为:温度30℃,pH值为9.0,硫酸铵浓度为1.0 g/L。在此条件下培养36 h,100 mL的G4培养液对200μL润滑油的降解率可达84.6%。     

降氰菌的分离及培养条件初探

从温州某电镀厂的活性污泥中分离纯化、筛选获得降氰菌16株,其中11菌株能耐受2400mg/L的氰化钠.同时,考察了实验条件对11菌株的生长影响,结果表明,11菌株最佳生长pH为8.0,4～18h为对数生长期;果糖对11菌株的生长和降氰有促进作用;50mL含氰液体培养基中,1mol/L的Fe或Cu对11菌株的生长和降氰均有抑制作用;11菌株的最佳降氰液体培养基pH为6.5,4h内的降氰率可达98.57%;8h后CN-残留质量浓度降至501μg/L.     

石油降解菌的筛选及降解性能研究

从石油污染的土壤中分离驯化,得到特征明显的石油降解菌,研究了不同时间、石油浓度、接种量、pH值、基质及添加物等条件对降解菌降解石油的影响。结果表明：在实验条件下,降解菌接种量越多,降解效果越好;石油降解效率随着石油浓度的增加而降低;当初始pH值为7时,降解菌去除石油效果最佳;添加适量蔗糖或葡萄糖,对石油的降解有促进作用;吐温80对石油降解有一定的抑制作用。     

热水解预处理对制药菌渣厌氧消化产甲烷性能的影响

针对我国发酵类制药行业生产过程中产生的菌渣难处理问题,以制药菌渣为研究对象,将制药厂综合污泥为对照,采用热水解(thermal hydrolysis)预处理技术,研究高含固率制药菌渣在170 ℃,800 000 Pa和30 min水解条件下的处理效果,并进行生物化学产甲烷潜能实验,考察热水解预处理对制药菌渣厌氧消化效率的提高程度。结果表明,VB12菌渣、青霉素菌渣、综合污泥在预处理后,SCOD分别增加了80.00%、-28.57%、275%,TN分别增加了76.98%、-76.53%、93.68%,TP分别增加了101.10%、-81.97%、167.86%。VB12菌渣、青霉素菌渣、综合污泥在厌氧消化后,VS去除率为82.52%、63.76%、61.07%。累计产甲烷量分别提高了258.23%、740.63%、190.75%,可见热水解预处理提高产甲烷性能效果显著。与现有填埋、焚烧处理技术相比,厌氧消化能实现菌渣的资源化处置。为热水解与厌氧消化组合工艺处理制药菌渣在我国制药行业的工程应用提供参考。     

铜绿假单胞菌GF31降解土壤中氯氰菊酯的性能研究

利用实验室分离获得铜绿假单胞菌GF31(Pseudomonas aeruginosa GF31,简称菌株GF31),采用气相色谱/质谱联用(GC/MS)分析技术,开展菌株GF31在实际土壤环境中对氯氰菊酯的降解特性和降解产物研究,并进行了模拟田间实验.结果表明,在土壤中菌株GF31降解氯氰菊酯的主要产物为二氯菊酸和间苯...     

环境因素对聚乙烯醇降解菌系降解效果的影响研究

针对在前期研究中已筛选到的一种聚乙烯醇(PVA)降解混合菌系,考察了种龄、菌悬液接种量、培养基装液量、培养温度、初始pH、渗透压及光照等外部环境因素对其PVA降解能力的影响.结果表明,种龄对混合菌系降解PVA的能力影响较小,实际运用中保持种龄为24～48 h较佳;菌悬液接种量过多时,会影响其正常生长,最佳的接种量为4～...     

染料降解菌的脱色特性、降解酶系及基因定位研究进展

本文分析了当前染料废水微生物降解优势菌的降解效果及降解机制等,介绍了三种染料降解酶的催化机理和影响因素,阐明了某些降解菌中的质粒可以控制不同结构染料的脱色。最终指出了提高菌株应用价值的两种途径：一是筛选或构建出具有多功能性的超级菌;二是在不改变染料性质的前提下,向其分子结构中引入特定取代基团,以提高其生物降解性。     

一株耐盐柴油降解菌的分离鉴定及其降解性能

从某油田附近受石油污染土壤中分离出一株以柴油为惟一碳源的耐盐菌株LS1。通过对菌株的生理生化特性、菌体的形态观察及16S rDNA基因序列分析鉴定菌株LS1为假单胞菌属(pseudomonas)。该菌株可耐受的最高盐度(NaCl)和柴油浓度分别为6%~8%和12 000 mg/L。菌株生长的适宜pH和温度条件分别为6.0~8.0和28~36℃。在盐度为6%、pH为7.0、温度为32℃、菌种投加量为10%的条件下,初始浓度为3 000 mg/L的柴油经6 d降解后,去除率可达78.3%,加入适量外加碳源葡萄糖和蔗糖,可使降解率分别提高至92%和90%左右。菌株LS1的耐盐机理可能是通过在细胞内积累甜菜碱以调节菌株细胞内外渗透压平衡。投加甜菜碱可提高耐盐菌LS1在高盐环境下对柴油的降解效率。     

微波预处理对秸秆厌氧消化影响的研究

以秸秆为研究对象,比较不同的微波强度预处理作用下对秸秆厌氧消化产气特性的影响,研究日产气量、pH值、甲烷气体浓度及生物降解率4个参数的变化趋势,结果表明:微波预处理对秸秆厌氧消化有明显效果,平均日产气量由未被预处理的6.21 mL/g VS上升到 8.16 mL/g VS,上升了31.33%,达到最大日产气量时间由原来的第12 d,提前至第2～第7 d不等,最大日产气量由原来的23.43 mL/g VS上升到43.49 mL/g VS;在360～900 W范围内,微波强度越大,反应的pH值下降越快,秸秆厌氧消化最大日产气量越提前;经过微波预处理的甲烷浓度平均浓度由原来的50%提高至62%左右,其生物能范围也由未处理前的17.58 MJ/m³提高至23.46 MJ/m³,物降解率由未预处理的44.12%,提高至71.55%。     

稀盐酸预处理对稻草厌氧消化的影响

为探明稀酸预处理对稻草厌氧消化的影响,采用不同浓度的稀盐酸溶液对稻草进行了浸泡预处理,并在完全混合厌氧消化条件下,研究了稻草厌氧发酵过程中的产气量、甲烷含量,发酵液中COD、pH值及挥发性脂肪酸(VFA)的变化情况.结果表明,增大稀盐酸溶液浓度会提高稻草厌氧消化反应的效果.分别经4%、8%和12%的稀盐酸溶液浸泡预处理...     

石灰预处理和干发酵对稻草热解特性影响

深入研究生物质热解有助于热解机理的理解,利用热重分析来探讨石灰预处理和干发酵对稻草热解特性的影响。结果表明:预处理使木质素和半纤维素含量增加,而干发酵使VS、半纤维素和纤维素含量降低;预处理和干发酵改变稻草热解特性,但未改变稻草的热反应机理;热解一级动力学方程很好模拟稻草热解的主失重阶段,稻草热解活化能数值为42.3～47.8 kJ/mol,属于正常范围;预处理降低反应活化能,而干发酵增加反应活化能。这为秸秆及其干发酵残渣的气化提供了重要的设计依据。     

UV-EMS复合诱变强化生物预处理秸秆产乙醇

玉米秸秆中木质纤维素结构复杂,采用安全、绿色的生物法对秸秆进行预处理,可以有效提高其能源转化效率进而实现秸秆的减量化及高效资源化利用。针对目前生物预处理法中存在的野生菌株产酶能力较弱、酶活性低的问题,在优化条件下对野生木质素降解菌株FM1进行紫外线照射 (UV) 与甲基磺酸乙酯 (EMS) 复合诱变,并将筛选获得的突变菌株UEM2应用于秸秆生物乙醇制备的预处理过程中,通过秸秆木质素降解率及乙醇产量等指标来对比探究诱变对秸秆预处理的影响。结果表明,UV-EMS复合诱变使菌株木质素降解酶活性得到有效提高,对秸秆的生物法预处理起到了一定的强化作用,且效果优于单一诱变;UEM2预处理后木质素降解率达到38.86%,比FM1处理组提高了63.55%;通过同步糖化发酵(SSF),测定UEM2组生物乙醇质量浓度达到12.17 mg·mL⁻¹,是FM1组的1.36倍,进一步验证了诱变对预处理的强化效果。该研究结果可为秸秆生物法预处理的应用和发展提供理论参考。     

利用秸秆材料处理养殖废水过程中氮的转化与氨排放特征

养殖废水浓度过高,直接排入生态湿地容易造成植物死亡。因此,在养殖废水进入生态湿地之前,须进行前处理,降低其养分浓度,以确保生态湿地对养殖废水的处理效果。通过野外控制实验,研究了添加不同作物秸秆对养殖废水的处理效果,并考察了作物秸秆材料对氮的转化特征。结果表明：通过设置麦秸、玉米秆、稻草和对照4个实验组,在经过6个月的连续处理后,总氮出水浓度为359.8~614.0 mg·L⁻¹,去除率为30%~40%,氨氮出水浓度降至210.6~449.1 mg·L⁻¹,作物秸秆对高负荷养殖废水中氮的脱除效果显著;出水氨氮浓度在绿狐尾藻(Myriophyllum elatinoides)人工湿地要求的植物耐受限度内;不同形态氮浓度在基质系统处理前后的占比变化不大,主要以氨氮为主(平均为68.3%),其次为颗粒态氮(平均为22.0%),硝态氮占比极低(<1%);添加作物秸秆能降低养殖废水的氨挥发,生物基质消纳系统中以氨挥发形式损失的氮约占TN去除量的10%,明显低于自然条件下的损失率(60%)。以上研究结果对优化生态湿地处理高负荷畜禽养殖废水工艺具有参考价值和指导意义。     

芦苇生物炭复合载体固定化微生物去除水中氨氮

为了去除水体中的氮素并实现水生植物的有效利用,以芦苇生物炭为无机载体,结合海藻酸钠(SA)、聚乙烯醇(PVA)作为复合载体,固定驯化后的硝化污泥制成固定化颗粒,去除水中氨氮。通过考察固定化颗粒机械强度、酸碱稳定性及传质性能,探究了生物炭添加量及生物炭粒径对固定化颗粒降解氨氮性能的影响。结果表明,芦苇生物炭有丰富的孔结构,表面含有较多的含氧官能团和胺基、磺酸基、羧基和酰胺基等基团,从而具有良好的吸附性能以及较强的酸碱缓冲能力,有利于微生物的黏附和增殖。以添加芦苇生物炭作为复合载体,固定化颗粒的破损率降低了2.4%,酸碱稳定性和传质性分别提升12.5%和55.8%;在72 h内,可以使氨氮降解率达到96.3%。此外,不同粒径生物炭的固定化颗粒对氨氮的吸附量有显著影响,随着生物炭粒径从0.60 mm减小至0.15 mm,氨氮的最大吸附量可以从0.30 mg·g-1增加到0.46 mg·g-1。因此,在固定化微生物的载体中添加生物炭,可以提升固定化颗粒性能,打通微孔孔道从而有利于基质的运输和扩散;同时减小生物炭粒径,为微生物提供更多的吸附位点,从而显著提高固定化微生物对氨氮的降解能力。     

Use of fungi for the bioconversion of rice straw into cellulase enzyme

Cellulase production was carried out by solid state bioconversion (SSB) method using rice straw, a lignocellulosic material and agricultural waste, as the substrate of three Trichoderma spp. and Phanerochaete chrysosporium in lab-scale experiments. The results were compared to select the best fungi among them for the production of cellulase. Phanerochaete chrysosporium was found to be the best among these species of fungi, which produced the highest cellulase enzyme of 1.43 IU/mL of filter paper activity (FPase) and 2.40 IU/mL of carboxymethylcellulose activity (CMCase). The “glucosamine” and “reducing sugar” parameters were observed to evaluate the growth and substrate utilization in the experiments. In the case of Phanerochaete Chrysosporium, the highest glucosamine concentration was 1.60 g/L and a high concentration of the release of reducing sugar was measured as 2.58 g/L obtained on the 4th day of fermentation. The pH values were also recorded. The range of the pH was about 5.15 to 5.56 in the case of Phanerochaete Chrysosporium.     

复合生物滤池处理H2S和NH3的挂膜与工艺条件

采用复合生物滤池(生物滴滤池 生物过滤池)处理H2S和NH3组成的混合恶臭气体,填料分别为经表面改性的天然斜发沸石和木屑.实验研究了该工艺的驯化挂膜情况和主要工艺条件,结果表明,天然斜发沸石和木屑改性后,驯化挂膜周期为10～14 d,比文献中颗粒活性炭挂膜缩短14～18 d.复合生物滤池的最佳工艺条件为:高度120 cm,循环液流量4.56 L/h.同时,生物滴滤池处理水溶性好的NH3气体效果较生物过滤池好,而生物过滤池处理水溶性差的H2S气体较生物滴滤池好.因此,复合生物滤池可用于处理不同水溶性的混合恶臭气体.     

共接种瘤胃微生物和厌氧污泥的水稻秸秆中试厌氧消化系统性能评估

针对富含木质纤维素底物利用效率低的问题,通过在中试厌氧消化系统中共接种瘤胃微生物和厌氧污泥来改善水稻秸秆中木质纤维素的水解,采用逐步提升底物有机负荷(OLR)的方式,评估了接种后水稻秸秆的厌氧消化效率。结果表明,在反应体系底物有机负荷达到4.26 g·(L·d)⁻¹(以VS计)时,系统表现出最佳的厌氧消化性能,此时沼气产率为528 mL·g⁻¹ (以VS计),甲烷产率为287 mL·g⁻¹,容积沼气生产强度达到2.20 L·(L·d)⁻¹。在反应器有机负荷从1.05 g·(L·d)⁻¹提升到4.26 g·(L·d)⁻¹的运行过程中,系统的纤维素降解率稳定在(71 ± 2)%,半纤维素降解率稳定在(92 ± 4)%,木质素降解率稳定在(15 ± 3)%。这种稳定性表明反应器的连续运行成功地形成了高效的木质纤维素降解体系,结果可为实际规模化应用提供参考。     

投加优势菌强化降解液相油烟污染物的动力学研究

以桂林市雁山镇污水处理厂取回的活性污泥作为降解模拟餐饮油烟的洗涤液,采用富集驯化的方法,从中筛选出一株能高效降解油烟污染物的真菌ZJ01并对其进行分子生物学鉴定。通过投加两种优势菌（黑曲霉和白腐菌）协同强化洗涤液生物降解油烟污染物以双曲线速度模型进行动力学研究,结果表明：ZJ01为枝孢霉（Cladosporium halotolerans）,空白、投加黑曲霉、投加白腐菌洗涤液降解油烟污染物的动力学模型分别是u=（0.0109c）/（228.12+c）、u=（0.0249c）/（491.71+c）、u=（0.0124c）/（247.79+c）。真菌类饱和常数大小关系为投加黑曲霉 > 投加白腐菌 > 空白,最佳投加真菌菌株为黑曲霉。