温度和底物浓度对混合菌群木糖厌氧生物产氢的影响

为了获得混合菌群利用木糖进行厌氧发酵产氢的最佳条件,通过批次实验,对中温(35℃)和高温(55℃)下混合菌群利用不同浓度木糖(10~50 g/L)厌氧发酵产氢系统进行了研究。结果表明,35℃下系统累积产氢量和最大氢气产率在底物浓度30 g/L时获得,乙醇和乙酸为主要产氢副产物,但继续提高底物浓度会造成系统VFAs的积累与p H下降,不利于木糖代谢产氢;而55℃下累积产氢量和氢气产率随底物浓度升高持续增长,乙醇为系统主要产氢副产物,VFAs累积量较少。高温下,虽然最大氢气产率和底物木糖降解量比35℃下的低,但有利于获得较为稳定的氢气产量,产氢系统在高底物浓度下也可保持较高的木糖降解率和较为稳定的p H,有利于木糖代谢产氢。     

芦苇厌氧联产氢气-甲烷过程中古菌群落特征解析

采用厌氧联产氢气-甲烷工艺研究芦苇能源化利用潜力,解析联产过程中古菌群落特征和演替规律。产气情况表明,芦苇经纤维素酶预处理后累积产气量和氢气、甲烷产量显著提高。聚合酶链式反应—变性梯度凝胶电泳(PCR—DGGE)分析可知,厌氧联产过程中古菌群落结构发生了规律性变化,产甲烷阶段古菌微生物多样性显著高于产氢阶段,产氢阶段古菌群落结构相似性较高,随着产甲烷的进行古菌群落相似性降低,微生物多样性提高。甲烷囊菌属(Methanoculleus)、产甲烷古菌(Methanogenic archaeon)、甲烷杆菌属(Methanobacterium)和uncultured Methanosarcinales archaeon是芦苇厌氧联产过程的优势微生物,其中产氢阶段的优势菌为uncultured Methanosarcinales archaeon,能够利用乙酸途径产甲烷;产甲烷高峰期,古菌群落丰富,Methanoculleus bourgensis是产甲烷阶段优势菌。研究结果为秸秆厌氧联产工艺的生物强化与稳定运行提供了重要的微生物学依据。     

基于氨氮抑制效应的污泥厌氧产酸

以高含固污泥为研究对象,采用微波协同酸预处理该污泥,然后利用鸟粪石法去除超过相应浓度的氨氮,研究不同浓度氨氮对污泥厌氧产酸的影响。结果表明:氨氮浓度超过500 mg·L~(-1)时可以满足厌氧发酵微生物增殖生长的需要;鸟粪石法去除高含固污泥发酵液中过量的氨氮可以达到提高发酵产酸产量的目的,最高可达6 521.95 mg·L~(-1);半抑制浓度条件下,发酵过程中NH_4~+-N对厌氧发酵微生物均有不同程度的抑制,丙酸盐降解菌和异丁酸盐降解菌具有更为明显的抑制作用;未处理条件下可知随着NH_4~+-N浓度的上升,产氢产乙酸菌群和同型产乙酸菌群不仅受到抑制,且菌群间的互营机制可能也遭到不同程度的破坏。     

高盐废水MFCs不同阴极电子受体产电及微生物群落分析

为探查不同电子受体产电性能及对阳极微生物群落的影响,研究了3种电子受体(铁氰化钾、曝气阴极、过硫酸钾),构建了双室榨菜废水微生物燃料电池系统(microbial fuel cells,MFCs),实现了污水处理和能量回收的双重目的,探讨了不同电子受体(铁氰化钾、曝气阴极、过硫酸钾)对榨菜废水MFCs产电性能及阳极微生物群落的影响。结果表明:在产电性能方面,当过硫酸钾作为阴极电子受体时,电池输出电压、库仑效率、功率密度均优于另外2种常用阴极电子受体(铁氰化钾和氧气);在500Ω的外接电阻间歇运行的条件下,其输出电压、库仑效率、功率密度分别为802 mV、(33±1.6)%、697 mW·m~(-2)。阳极生物16S rRNA基因测序分析表明,水解发酵菌为榨菜废水微生物燃料电池阳极核心菌群,铁氰化钾、氧气和过硫酸钾MFCs阳极微生物菌群相对丰度分别为64.3%、63.6%和75.51%,包括Lentimicrobium、Synergistaceae、Sphaerochaeta、Anaerolineaceae、Draconibacteriacea菌属。阴极电子受体不同的MFCs的阳极微生物群落核心菌群类似,但是丰度有所不同。势差较大的电子受体(过硫酸钾)微生物群落多样性和丰富度较高,产电和污染物去除效果较好。     

城市垃圾厌氧干发酵非甲烷菌群分布变化研究

为研究非甲烷菌的菌群分布随时间、空间变化对厌氧干发酵的影响,以城市垃圾为原料进行分析,同时测定pH值。结果表明,启动阶段好氧及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,7 d达最大值2.95×109MPN/mL,是启动阶段降解有机质的主要菌群,而氨化菌在15 d达最大值1.93×108MPN/mL。随后厌氧细菌快速增殖并保持稳定,且仍是产酸菌占优势,15 d达最大值1.55×1010MPN/mL。厌氧纤维素降解菌增殖较慢,发酵30 d不足105MPN/mL,说明原料中纤维素降解在厌氧发酵后期。空间方面,好氧及兼性厌氧产酸菌在顶部中心最活跃,最大值是底部中心的1.4倍;厌氧产酸菌集中在底部,最大值是顶部的1.2倍。好氧氨化菌在中部中心增殖最多,厌氧氨化菌在中部边缘达最大值1.95×108MPN/mL。纤维素降解菌在底部开始增殖。研究为提高干发酵反应效率和合理设计干发酵反应器提供有效参考数据。     

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.     

盐度对模拟餐厨垃圾发酵液产聚羟基脂肪酸酯工艺的影响

利用餐厨垃圾发酵液生产聚羟基脂肪酸酯(PHA)可以在废物处理的同时实现有价资源回收。为探究发酵液中盐分对产PHA菌群富集过程的影响,以模拟餐厨垃圾发酵液为底物,研究了盐度存在下污泥理化性质、富集过程主要指标及菌群PHA合成能力等变化。结果表明,未经盐度富集的菌群易受到盐度抑制,在15 g·L~(-1)的盐度条件下,污泥PHA最大合成量可降至39.9%。富集过程中盐度的增加有利于污泥沉降性的提升,低盐度(5 g·L~(-1))下菌群分泌胞外聚合物量最多,达49.8 mg·g~(-1)(以VSS计),对菌群保护能力最强。不同盐度条件下的富集系统皆能保持较好的生态选择压力,但盐度对微生物生长的抑制随着浓度的增大而增强。经过盐度存在下长期富集后的污泥,在高盐度(10、15 g·L~(-1))底物条件下,仍能获得较高的PHA最大合成能力,但其较低的生长活性不利于最终PHA产量的提升,短期富集下,高盐度会抑制PHA的合成;而低盐度(5 g·L~(-1))有助于提高PHA合成能力,最高达50.5%。     

酸性大红嗜盐菌群的富集及脱色效果

为了获得能够在高盐条件下使偶氮染料脱色的微生物菌群,采用驯化的方法,从江苏某印染厂的活性污泥中富集了一个能够在10%盐度下对酸性大红GR脱色的嗜盐菌群,并对其群落结构和脱色特性进行了研究。结果表明,该菌群主要由Halomonas、Salinicoccus、Alcaligenes和Pseudomonas等4个属组成。在10%的盐度下,该菌群在12 h内可以将100mg/L的酸性大红GR完全脱色。高浓度的Na Cl、Na2SO4和Na NO3抑制菌群的脱色效率,Na Cl的抑制作用最强。菌群脱色的适宜p H 5~7,温度范围为30~40℃,10%Na Cl。该菌群可以降解直接耐黑G和分散深蓝S-3BG等偶氮染料。     

ZE-1号印染废水脱色菌群的选育及适用条件的研究

一、概述印染废水是浙江省环境污染的主要污染源之一,目前各印染工厂大都应用生化法或物化法处理,效果虽各不相同,但对印染废水中红色染料的色度去除率普遍偏低,出水外观差,污染严重。为了解决脱色问题,我们采用特殊的微生物定向筛选培育方法,经过两年多的实验室探索,终于获得了一个混合菌群,暂定名为ZE—1号脱色菌群。它是一个兼性厌氧菌群,在兼氧及厌氧条件下,对印染废水有明显的脱色效果,尤其对     

机油高效降解菌群筛选及降解效果初探

从多处受石油污染的土壤中经过初步筛选、混合驯化得到以机油为唯一碳源进行生长代谢的混合菌群.利用此混合菌群进行的降解实验结果表明,该菌群对高浓度机油废水具有较强的降解能力,初始含机油约2.0 g/L的人工废水.接种量为0.1%(菌体湿重/培养液体积),经过7 d的降解,机油可降至403 mg/L,降解率达81.4%;对不同浓度机油废水的降解实验结果表明,在静态实验条件下,机油质量浓度在不高于1 000 mg/L(含1 075 mg/L),混合菌群在降解过程中能自行从降解产酸的不良环境中恢复,机油质量浓度在2 000 mg/L以上,初期产酸较多,pH下降幅度较大,在7 d的周期内,废水pH无法恢复,说明在降解后期仍有大量有机酸积累而未被彻底降解;与葡萄糖共基质的降解实验结果表明,经过7 d的降解.不超过150 mg/L,的葡萄糖与1 000 mg/L机油组成的共基质体系中,机油降解基本不受葡萄糖加入的影响,但可加强早期的降解速率.而葡萄糖高于150 mg/L时,则会对混合菌群的除油率产生抑制,抑制程度随着葡萄糖浓度的提高而加大.     

牛粪自然好氧发酵微生物变化规律

以新鲜牛粪进行好氧堆肥,每间隔3d取样,以牛肉蛋白胨、高氏一号、PDA、豆芽汁为培养基,以稀释法,进行发酵微生物分离、培养、计数和鉴定.结果表明,新鲜牛粪中微生物主要为细菌;发酵过程中,细菌数量大于放线菌、霉菌约104～ 105倍,细菌是发酵过程中的优势微生物;中温性细菌是升温阶段主要作用菌群;嗜热放线菌及嗜热细菌是高温阶段优势菌群;霉菌是降温阶段优势菌群.进一步鉴定表明,细菌类群中的芽孢杆菌、纤维单胞菌,放线菌类群中的小多孢菌、小单孢菌、高温放线菌,霉菌类群中的木霉、曲霉、青霉等为发酵过程中的优势种类.酵母菌未参与发酵过程.     

Biostyr曝气生物滤池的沿程微生物多样性

采用高通量测序Illumina MiSeq方法对Biostyr曝气生物滤池(BAF)沿程微生物多样性进行研究,分析了滤池内不同高度样品中菌群类别、群落组成及不同样品间物种差异及进化关系等;同时测定各高度样品的COD、NH_4~+-N和磷变化规律,与微生物特性进行了对应性分析。结果表明,Biostyr曝气生物滤池优势菌群主要为拟杆菌、疣微菌门、厚壁菌门和变形菌门,滤池沿程微生物的变化主要表现在数量上的变化,而群落结构的变化不明显,这是沿程理化条件变化引发微生物在空间上发生变化的结果。     

分子生态技术对厌氧脱氮除磷微生物优势菌群的鉴定

应用分子生态克隆技术,直接对A/O反应器所驯化培养的厌氧脱氮除磷微生物样品进行主要功能菌群的分子生态学鉴定。通过克隆文库的序列分析,发现驯化培养后厌氧污泥样品中的优势菌群主要是Azospirillum和Selenomonas两个属。这一结果表明,厌氧反应器中的某些红螺菌科和氨基酸球菌科的微生物,可能是在厌氧条件下对氮磷同时降解起关键作用的功能菌群。     

生物絮凝剂产生菌群发酵特性及动力学

从土壤中分离、筛选得到2株具有协同发酵的微生物絮凝剂产生菌。通过单因素实验考察了碳源、氮源、不同C/N等多种发酵条件对复合菌株产絮的影响,并对复合菌株的生长动力学进行了研究。当碳源为蔗糖、氮源为草酸铵、C/N为30∶1,pH=7.0、在30℃,160 r/min的摇床速度下培养24 h,其发酵液对4 g/L的高岭土的悬浊液的絮凝率达到99.3%。根据Logistic方程,得到复合型生物絮凝剂产生菌群的生长动力学模型与实验数据能较好地拟合,基本反映了复合菌群生长的动力学特征。     

光合细菌的生态意义及应用价值

光合细菌是以光为能源,以CO_2或以有机碳化物为碳源进行光合作用的一类细菌。光合细菌包括两大类群,即不产氧型光合细菌和产氧型光合细菌。我们这里专指不产氧型光合细菌。它主要存在于水域环境中,进行着不放氧的光合作用。它由Rhodospirilla ceae(红色非硫黄细菌)、Chromatia ceae(红色硫黄细菌)、Chlorobia ceae(绿色硫黄细菌)和Chloroflexa ccae(滑行丝状绿色硫黄细菌)四个科组成。它具有较大的生态意义和广泛的应用价值。 一、光合细菌的分离和鉴定 1.光合细菌的富集 作为分离源,一般采用湖、沼泽、下水道、海岸、硫黄泉、水田或灌水土壤等厌氧层富含营养素的水样。光合细菌培养基已有多种配方,可以根据对分离菌的不同要求而选用,也可以控制培养的光照、温度、pH、CO_2和H_2S浓度等条件来达到增殖某些菌群的目的。     

高效氨氧化菌群富集、驯化及其动态变化规律分析

利用选择性培养基对氨氧化菌群进行了连续驯化,得到了氨氮去除效率稳定的氨氧化菌群。采用平板菌落计数法结合聚合酶链式反应-变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)技术考察了氨氧化菌群在连续传代过程中数量及群落结构的动态变化,并考察了pH值、碳源(HCO3-)浓度和氨氮浓度等因素对氨氧化菌群去除氨氮效率的影响。结果表明,通过连续驯化,氨氧化菌的比例由最初的1.8%提高到了31.3%。在碳源浓度为1.5 mg/L,NH4+-N初始浓度为200 mg/L,pH值为8的条件下,菌群对氨氮的去除率达99%以上。     

石油降解菌群的筛选、构建及其降解特性研究

为了构建高效石油降解混合菌群,从潜江某油田采集8个石油污染土样(分别记为S1~S8)和2个石油污染水样(分别记为W3、W4),以石油为唯一碳源进行富集驯化培养;采用外观评分、石油降解率、石油3组分降解率、饱和烃中正构烷烃色谱分析等方法筛选石油降解优势菌群,构建石油降解混合菌群;采用正交试验研究混合菌群最佳降解条件。结果表明,富集的10个石油降解菌群中S3、S4、S5、S6、S8为优势菌群,培养30d后的石油降解率分别为21.67%、22.34%、27.23%、20.46%、19.99%;菌群W3、W4对石油乳化效果较好;混合菌群M3(S3+S4+S5+S8+W3+W4)为石油降解优势混合菌群,其最佳降解条件为35℃、pH7.60、含油率1.70%,在最佳条件下培养30d后,混合菌群M3对石油降解率达30.71%,比最优菌群S5的石油降解率提高了12.78%。     

炼化污水的厌氧生物预处理技术

炼化污水中污染源以难降解有机物为主,降低污水生物毒性,提高其可生化性是炼化污水达标排放的关键环节。为降低工艺运行成本及产泥量,同时为后续好氧生化处理提供优质水源,实验采用高效厌氧生物反应器处理炼化污水,探讨炼化污水厌氧处理过程中的COD去除率、能源转化效能、微生物菌群变化、可生化性及有机污染物降解效果。结果表明,该反应器对炼化污水COD平均去除率达70.01%,出水中大分子复杂难降解有机污染物转化为以小分子有机酸类为主的有机物,可生化性明显提高,为后续生物处理提供良好运行条件。     

厌氧动态膜生物反应器处理冷轧平整液废水

平整液废水作为碱性含油废水,一直是冶金行业较难处理的废水之一。搭建了一套厌氧动态膜生物反应器(An DMBR),通过梯级驯化的方式,处理COD为2 500 mg·L~(-1)左右的平整液废水。经过88 d的启动驯化,在膜通量为6 L·(m2·h)-1,HRT为2.5 d的条件下,出水稳定在500 mg·L~(-1)左右,甲烷产率约0.151 L·g-1,动态膜的一个运行周期可以分为成膜阶段、稳定阶段和堵塞阶段3个阶段。成膜阶段出水浊度随动态膜的逐渐形成而下降;而后动态膜形成,出水浊度稳定,为稳定阶段;最后为堵塞阶段,跨膜压差激增,出水浊度上升。同时对驯化及稳定运行阶段的污泥进行了微生物菌群分析,在细菌群落中主要的微生物菌群为Clostridia(梭状芽胞杆菌纲)、Bacteroidia(拟杆菌纲)、Anaerolineae(厌氧绳菌纲)、OP8_1和Spirochaetes(螺旋体纲),其中拟杆菌纲是处理平整液废水的优势细菌菌群。在古菌群落中,Methanolinea(甲烷绳菌属)和Methanosaeta(甲烷鬃毛菌属)为主要菌种,随着反应器的长期驯化和运行,甲烷鬃毛菌逐渐成为反应器中优势菌群。     

氨氧化菌群的筛选及发酵条件的优化

利用选择性培养基对活性污泥进行连续驯化,筛选出氨氮去除效率较高且稳定的氨氧化菌群。采用聚合酶链式反应-变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)技术分析了氨氧化菌群在连续传代过程中菌群的结构差异,并对菌群的发酵培养基及发酵条件分别进行了正交优化和单因子优化。结果表明,该菌群的最佳发酵培养基为每升培养基中含碳酸盐缓冲液15mmol,硫酸铵4.2 mmol,磷酸盐缓冲液12.5 mmol,硫酸亚铁0.9μmol,氯化钙0.4 mmol,硫酸镁1.5 mmol;最佳发酵条件为:接种量为14%,装液量为60 mL/250 mL,温度为35℃。在此条件下,菌群对氨氮的去除效果较优化前提高了155%。