海洋油气田沉积物产甲烷活性及微生物生态

海洋产甲烷古菌是与海洋中甲烷的产生、释放及天然气水合物的形成等密切相关的微生物类群.以产甲烷菌可能利用的底物为碳源,评价了海洋油气田沉积物的产甲烷活性.结果表明,海洋油气田沉积物对于H2/CO2、甲醇、一甲胺、三甲胺,在25℃和37℃两种温度条件下都具有较高的产甲烷活性,少数样品只在37℃对乙酸有产甲烷活性,说明在海洋油气田环境下,主要有氢营养型及甲基营养型发酵途径产生天然气甲烷.利用厌氧培养法对产甲烷菌进行了多样性解析,16S rRNA基因测序显示,优势产甲烷菌主要属于Methanosarcinales目的 Methanosarcinaceae科及Methanomicrobiales目的 Methanomicrobiaceae科,其中Methanococcoides、Methanogenium和Methanosarcina为油气田沉积物的主要菌属.     

含硫酸盐高浓度有机废水生物处理技术

采用硫酸盐还原一硫化物生物氧化一产甲烷-接触氧化工艺处理青霉素废水,硫酸盐还原与有机物甲烷化分别在两个反应器中进行,有效地避免了硫酸盐还原菌对产甲烷菌的竞争抑制;利用无色硫细菌将硫酸盐还原产物一硫化物氧化成s,消除了硫化物对产甲烷菌的毒害作用研究结果表明,当系统进水COD为4500～5000mg/L,SO₄^2-浓度为1500－1600g/L时,系统出水中COD为310～348mg/L,COD平均去除率为93．2％,SO^2-平均去除率为91．2％     

菲反硝化降解菌群的富集及其群落结构解析

从潜在多环芳烃(Polycyclic Aromatic Hydrocarbons,PAHs)污染的油田区域采集土壤样品,以菲为唯一碳源且添加硝酸根的培养基来富集土壤中的菲反硝化降解菌群.随后,通过定量PCR(Polymerase Chain Reaction)测定了获取的富集菌群中反硝化相关功能基因(硝酸还原酶基因nar G、亚硝酸还原酶基因nir S)的丰度,并通过Illumina Mi Seq测序对其中的细菌群落结构进行解析.结果表明,获取到的3个菌群(PDN-1、PDN-2和PDN-3)12 d内对菲的降解率分别为45.18%、34.04%和25.92%.各富集培养菌群中nar G的丰度均高于nir S,且菲降解率最高的PDN-1中的反硝化相关基因丰度较低.Illumina Mi Seq测序结果表明,菲降解率最高的富集菌群PDN-1同时也具有较高的细菌多样性指数,变形菌门(Proteobacteria)、疣微菌门(Verrucomicrobia)和拟杆菌门(Bacteroidetes)是各富集菌群中的优势菌门,且Proteobacteria在3个富集菌群PDN-1(97.78%)、PDN-2(96.57%)、PDN-3(93.90%)中的比例均最高.变形菌门的Pseudomonas(γ-Proteobacteria)和Methylophilus(β-Proteobacteria)则是各富集菌群中最大的优势菌属,前者为公认的PAHs降解菌,而后者则为能够利用还原型"一碳化合物"的特殊菌属.细菌多样性与菲的降解率呈正相关,表明菲的反硝化降解可能是多种细菌参与的共同结果.上述结果可为揭示典型PAHs反硝化降解的微生物机制提供理论依据,同时为深入研究反硝化与菲代谢的偶联机理打下基础.     

浙江慈溪不同利用年限水稻土主要微生物过程强度的比较

测定了浙江慈溪5个不同利用年限水稻土(50～2000 a)的微生物功能多样性、呼吸作用强度、硝化作用强度及产甲烷势,比较分析了水稻土主要微生物过程强度与利用年限的相关性.结果发现,2000 a水稻土的单一碳源底物利用能力最高,而1000 a水稻土的短期利用能力也明显高于50～700 a的水稻土;随着利用年限的延长,水稻土微生物群落的Shannon指数、Simpson指数和McIntosh指数均趋于升高,利用年限相距500 a以上的水稻土的碳源利用特性在主成分PCA1或PCA2上有较好的分离;随着利用年限的延长,水稻土的呼吸强度显著降低,硝化强度和产甲烷势也趋于下降结果表明,水稻土在持续利用之后,微生物群落功能多样性得到一定加强,而一些调控温室气体排放的微生物过程强度明显减弱.     

A2O-IFAS工艺生物膜微生物群落的演替及分布特性

在A²O-IFAS工艺中探究了不同功能分区生物膜微生物群落的演替及分布特性.利用该工艺处理实际生活污水,总无机氮去除负荷可达（0.10±0.03）kg·m^-3·d^-1,总无机氮和COD的平均去除率分别为70%和79%.高通量测序结果显示,厌氧氨氧化菌Candidatus＿Brocadia在好氧区生物膜中的相对丰度最高（0.43%）,其次是缺氧区生物膜、活性污泥和厌氧区生物膜.此外,絮体污泥与好氧区生物膜有着相似的微生物群落,该结果表明,功能区非生物因素可驱使生物膜微生物群落在缺氧区和厌氧区发生演替现象,DO、C/N比等环境因素和微生物的互作机制是驱动微生物群落分布和厌氧氨氧化菌富集的关键.本研究可为主流厌氧氨氧化菌的富集和技术应用提供重要参考.     

不同栽培措施对水稻田甲烷释放、甲烷产生菌和甲烷氧化菌的影响

本文报导不同栽培措施下水稻田甲烷释放的特性和甲烷产生菌、甲烷氧化菌的数量、种类。结果表明,水稻田的甲烷释放,无论是早稻还是晚稻,成活期每天的释放量较少,随着生长逐渐增加,至分蘖期达到最高,随后又逐渐减少,长期淹水和施用高量氮肥或有机肥可以明显地增加水稻田的甲烷释放量。水稻田土壤中产甲烷细菌的数量湿灌溉少氮处理少于其他各处理,其他各处理间无明显差异。早稻生长前期较后期土壤中的产甲烷菌数量低2—3个数量,晚稻生长中期略高于生长前期和后期。甲烷氧化菌数量在早稻生长期间从10~3～10~4/g干土增加到生长后期的10~8/g干土。在晚稻生长期间维持在10~8/g干土。产甲烷细菌的种类主要为甲烷杆菌属(Methanobacterium)和甲烷八叠球菌属(Methanosarcina)的种。甲烷氧化菌主要为杆状,除甲烷外还能利用其他基质的兼性异养型甲基营养型细菌。     

EGSB 反应器处理产氢发酵液简

以厌氧颗粒污泥为接种污泥,对厌氧颗粒污泥膨胀床（EGSB）反应器处理产氢发酵液的启动性能进行了研究。结果表明,在温度为（35±1）℃,水力停留时间（HRT）为6 h的条件下,逐渐提高进水COD,经过40 d连续运行,EGSB反应器启动成功。容积负荷达到14 kg COD/（m³·d）时,COD去除率约为80%,产气量为26.84 L/d,甲烷含量为57.9%。     

两相厌氧系统中产甲烷相有机酸转化规律

研究了两相厌氧系统产甲烷相中有机酸转化规律.以产酸相、产甲烷相COD负荷分别为41.5 kg/(m³·d)、6.05kg/(m³·d)的连续流试验装置培养种泥,运行稳定后,进行静态试验采用气相色谱仪(GC-122型)分析有机酸组成及含量结果表明,反应器相同位置的微生物降解转化有机酸速率快慢依次为:乙酸＞乙醇＞丁酸＞丙酸;利用乙醇产乙酸的微生物与产甲烷菌所需最佳pH值范围相近;乙醇型发酵是充分发挥两相厌氧系统功能的最佳发酵类型;在产甲烷反应器中,大部分挥发酸的最终降解都要经历乙酸降解途径才能完成,造成乙酸的降解转化相对缓慢,成为厌氧工艺中的限速步骤.     

污泥生化产酸潜势与生化产甲烷潜势的相关性

该研究以序批式厌氧消化过程中不同阶段的污泥为对象,在不控制产甲烷过程、以调节初始p H=10和添加抑制剂2-溴乙烷磺酸钠(BES)抑制产甲烷过程3种操作条件下进行污泥的生化产酸潜势(BAP)试验,探索比较了获得BAP值所需的时间和所得到的BAP值与污泥相应生化产甲烷潜势(BMP)值之间的相关性。结果显示,3种情况下的BAP值皆可在8 d内获得,不控制产甲烷过程条件下的BAP值与BMP值线性拟合的R~2为0.897,抑制了产甲烷过程条件下的BAP-BMP R~2分别为0.948和0.971,表明污泥的BAP值与BMP值间存在较显著的相关性。     

Waste activated sludge treatment based on temperature staged and biologically phased anaerobic digestion system

The concept of temperature staged and biological phased （TSBP） was proposed to enhance the performance of waste-activated sludge anaerobic digestion. Semi-continuous experiments were used to investigate the effect of temperature （35 to 70℃） as well as the hydraulic retention time （HRT） （2, 4 and 6 days） on the acidogenic phase. The results showed that the solubilization degree of waste- activated sludge increased from 14.7% to 30.1% with temperature increasing from 35 to 70℃, while the acidification degree was highest at 45℃ （17.6%）, and this was quite different from the temperature impact on hydrolysis. Compared with HRT of 2 and 6 days, 4 days was chosen as the appropriate HRT because of its relatively high solubilization degree （24.6%） and acidification degree （20.1%） at 45℃. The TSBP system combined the acidogenic reactor （45℃, 4 days） with the methanogenic reactor （35℃, 16 days） and the results showed 84.8% and 11.4% higher methane yield and volatile solid reduction, respectively, compared with that of the single-stage anaerobic digestion system with HRT of 20 days at 35℃. Moreover, different microbial morphologies were observed in the acidogenic- and methanogenic-phase reactors, which resulted from the temperature control and HRT adjustment. All the above results indicated that 45℃ was the optimum temperature to inhibit the activity of methanogenic bacteria in the acidogenic phase, and temperature staging and phase separation was thus accomplished. The advantages of the TSBP process were also confirmed by a full-scale waste-activated sludge anaerobic digestion project which was an energy self-sufficient system.