温度对木质纤维素水解与挥发性脂肪酸累积的影响

木质纤维素厌氧消化过程产生的挥发性脂肪酸（VFAs）可作为外加碳源投加到人工湿地,解决人工湿地反硝化碳源不足的问题,但温度对木质纤维素厌氧消化生产VFAs过程的影响还有待深入探明。考察上述木质纤维素厌氧消化过程中有机碳源、糖与VFAs的变化规律,试图探明温度（10-55℃）对木质纤维素水解与VFAs累积的影响。研究结果表明,温度升高对木质纤维素的水解具有促进作用,对VFAs产量的影响显著。35℃时是生物质发酵产酸的最优条件,VFAs累积量不仅最早（第10天）达到最高值154mgCOD／g生物质,而且碳源的数量和品质均达到较高的水平。     

常温木质纤维素分解菌群的筛选与特性研究

为获得一组常温条件下加速木质纤维素腐解的菌群,利用限制性培养法,筛选到一组在室温(28℃)条件下,5 d可分解天然稻秆总重39.6%的菌群.仅用质谱仪的一个CP-Chirasil-Dex CB毛细管柱就能够检测到丙酸、乙醇、异丙酸、4-氨基-1-丁醇、丁酸、硅烷-二乙基、乳酸、乙二醇、邻苯二甲酸二乙酯、甘油等10种以上有机物.定量分析挥发性产物,发现其种类和浓度随时间变化很大.用变性梯度凝胶电泳(DGGE)检测菌群的动态变化,发现在培养不同时期菌种组成差异很大,通过对各条带近缘种网上比对结果可见,该菌群具有丰富的菌种组成多样性,菌群内微生物分别归属Clostridiumsp.、Brevibacillussp.、Rhizobiumsp.、Bacteriumsp.等4个属.     

赤铁矿对园林落叶植物生物质水解液中溶解性芳香物质的调控效果

植物生物质作为污水反硝化脱氮碳源,存在出水色度和COD升高的问题,木质素水解产生的多酚类物质等芳香化合物是导致该问题的根本原因.由于赤铁矿对木质素酚具有吸附潜力,本研究尝试采用赤铁矿调控植物生物质厌氧水解产生的溶解性芳香物质,避免其进入水解液后形成不易被反硝化利用的COD和色度.研究利用预处理园林树木黄葛榕落叶和赤铁矿形成共厌氧水解系统,以未加入赤铁矿的系统为对照,考察了赤铁矿共厌氧对水解液的UV254、SCOD、挥发性有机酸、亚铁等影响;在此基础上进一步分析了赤铁矿对预处理黄葛榕落叶厌氧水解液中多酚类物质的吸附去除特性.结果表明,与无赤铁矿的厌氧水解系统相比,赤铁矿的共厌氧能有效地降低水解液的UV254,并提升SCOD和乙酸产生速度和浓度,但后期会发生活跃的铁还原过程;赤铁矿能够有效地吸附去除黄葛榕木质纤维素厌氧水解液中的多酚类物质,吸附过程与准一级动力学方程拟合效果相对优于准二级.根据Langmuir方程对其吸附等温线拟合结果,赤铁矿对多酚的饱和吸附量为1.399mg·g-1;黄葛榕落叶厌氧水解液经赤铁矿的吸附处理后,以其配制的纤维素酶液的滤纸酶活提升了11.68%.因此,共厌氧系...     

表面活性剂强化超声波-离子液体预处理对水葫芦酶解的影响

为探讨表面活性剂对超声波-离子液体(US-IL)预处理木质纤维素的影响,本试验采用十二烷基硫酸钠(SDS)强化US-IL对水葫芦进行预处理,通过酶解、组成成分、表面形貌、结晶度以及化学结构的变化对预处理效果进行考察.结果显示,与未添加SDS相比,超声波-离子液体-十二烷基硫酸钠(US-IL-SDS)预处理能够有效降低纤维素的结晶度并去除木质素,酶解还原糖产量、纤维转化率及其脱木率分别提高72.23%、58.74%及21.01%.并且,SEM、XRD以及FTIR结果也表明SDS能够促进US-IL对水葫芦结构的破坏.因此,将SDS运用于辅助US-IL预处理木质纤维素具有一定可行性和良好的运用前景.     

多功能细菌复合系NSC-7的菌种组成多样性

NSC-7是一组具有降解纤维素和林丹双重功能的细菌复合系.为系统了解复合系的菌种组成,在有氧条件下,利用传统的平板画线法分离到11株单菌,将11株单菌按体积比1∶1重新组合并不具备分解纤维素的能力,利用单层和双层平板滤纸法检测NSC-7的分解能力,发现只有双层平板上的滤纸变黄且降解,说明复合系内纤维素降解的关键菌是厌氧或微好氧菌.利用现代分子生物学技术对NSC-7构建克隆文库,获得了195个16S rDNA片断,经DGGE筛选获得25个代表克隆,其序列数据库比对结果中有60％的近缘种为已知菌,分别归属于Clostridium、Petrobacter、Bacteria、Paenibacillus、Proteobacterium 5个属,其余40％的近缘种为难培养菌株.     

供氧方式及供氧量对堆肥发酵进程的影响

对于麦秸、牛粪和鸡粪为原料的堆肥系统,通过翻堆和强制通气实现微好氧和好氧处理,测定了各种发酵参数的变化.结果表明,微好氧处理堆体内氧浓度始终小于1.5%,而通气处理堆体的氧浓度始终在4%以上;微好氧处理50℃以上高温期为23d,比通气处理多6d,而通气虽然高温期短但后期温度下降慢;微好氧处理的半纤维素含量从发酵开始时的13.86%下降到堆肥结束时的7.99%,纤维素含量由21.45%下降到16.07%,而通气处理最终半纤维素含量为8.50%,纤维素含量由21.45%下降到18.02%;从各种成分的下降曲线看,微好氧处理为一次下降,而通气处理基本为缓慢的2峰曲线.从硝酸根浓度、温度和C/N综合评价产物的腐熟度,微好氧处理进入腐熟约经35d,而通气处理经45～50d才进入腐熟.富集培养堆肥样品的试验证明0.01～0.05mg/L的微好氧和50～60℃高温是纤维素分解的最适宜条件.     

木质纤维素/蒙脱土纳米复合材料对Cr(Ⅵ)吸附性能研究

利用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)方法,对木质纤维素/蒙脱土纳米复合材料的结构进行表征,并研究了溶液pH、Cr(Ⅵ)初始浓度、吸附时间和吸附温度对木质纤维素/蒙脱土纳米复合材料吸附Cr(Ⅵ)的影响.结果表明:(1)木质纤维素和蒙脱土复合后形成了插层一剥离型的纳米复合材料;(2)在溶液pH为2、Cr(Ⅵ)初始质量浓度为100mg/L、吸附温度为30℃、吸附时间为180 min的条件下,木质纤维素/蒙脱土纳米复合材料对Cr(Ⅵ)的吸附量达5.72mg/g;(3)木质纤维素/蒙脱土纳米复合材料对Cr(Ⅵ)的吸附符合伪二级动力学模型和Freundlich吸附等温式.     

剩余污泥中木质纤维素能源转化潜力分析

剩余污泥中存在相当数量难以生物降解的木质纤维素。它们不仅妨碍污泥减量,另一方面也容易导致其中所含能量的流失。因此,需要研发一定的技术措施,使其在污泥厌氧消化过程中首先能够实现能源化,继而达到污泥减量的目的。从木质纤维素的3种基本单元———半纤维素、纤维素和木质素的化学结构入手,详细描述各种基本单元的结构异、同之处以及它们组成相互联接异常稳固的聚合物构造。继而从微生物学角度审视3种基本结构单元以及所形成的聚合物之微生物降解可行性与原理,从而判断出木质纤维素实现厌氧微生物转化能源的瓶颈所在。最后,在综述纯植物木质纤维素微生物转化能源原理与工艺的基础上,提出剩余污泥中木质纤维素能源转化的技术策略。     

木质纤维素分解菌复合系WSC-6分解稻秆过程中的产物及pH动态

为了探明WSC-6分解稻秆过程中的代谢特性,本试验以稻杆为唯一碳源,50℃静止培养WSC-6,以一次性添加不同量稻秆和多次连续添加的方式,研究了WSC-6分解稻杆的相对分解率、绝对分解量、分解产物及pH变化特性.结果表明,一次性添加1%稻秆时,pH由初始的7.8迅速下降,第3 d降到6.0后逐渐回升,6 d后稳定在8.0左右,在此过程中DO值保持在0.01～0.12 mg·L-1微好氧条件.以GC-MS法在稻杆分解过程中检测到乙醇、乙酸、乳酸、甘油等10种以上有机物,其中乳酸的含量最高,为7.381 g·L-1.在90 d的实验中,一次性添加不同量稻秆时,随着稻秆量的增加,pH下降得快而低,且回升时间拖后,当稻秆量为5%时pH下降到5.0后不再回升.在多次连续添加稻秆的实验中,隔12d和15d添加的处理pH重复下降和回升的规律性变化,分解活性保持旺盛.90 d后隔15 d添加的处理相对分解率最高,为86.7%;绝对分解量以隔6 d添加的处理最高,为32.4 g.pH变化规律能够反映WSC-6对木质纤维素的分解进程及分解活性.     

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。