高温嗜粪菌的选育和猪粪发酵研究

筛选得到了８株嗜高温（５５℃）嗜粪细菌，均具有较强的发酵猪粪能力。加入所选育菌株进行的猪粪高温（５５℃）固体好氧发酵实验发明，２４ｈ内可将猪粪发酵成无臭味、深褐色的稳定和无害化产物，常温下长时间放置也不会产生腐败和臭味。此发酵产物的氮试验法结果显示，猪粪已发酵至表观成熟和稳定化，可作为进一步制取优质有机复合肥料的良好前体物。     

亚铵制浆黑液非无菌操作连续发酵生产酵母

从土壤中筛选出能在亚铵黑液中生长的毕赤酵母菌株（Ｐｉｃｈｉａ ｓｐ．Ｎｏ．１）经耐毒驯化后，可接种于酸析脱木素和汽提脱毒后的亚铵黑液中，在非无菌操作条件下连续发酵生产酵母菌体，该菌生产迅速，连续培养衡释率达０．２６ｈ＾－１，总糖的酵母得率为０．４８ｇ／ｇ（ＴＳ），ＣＯＤ去除２３％，菌体易絮凝，可自然沉降分离。     

全耦合活性污泥模型(FCASM3) Ⅰ:建模机理及数学表征

在充分分析活性污泥系统中生物反应机理的基础上,建立了活性污泥系统生物去除营养物质的细观机理模型--全耦合活性污泥模型(Fully Coupled Activated Sludge Model No.3,简称FCASM3).FCASM3将系统中微生物划分为8类菌群,包含31种组分、72个子过程;该模型的主要特点是将活性污泥系统中的微生物进一步细化,充分考虑了系统中微生物间的相互作用.FCASM3引入了硝化-反硝化过程中的中间产物亚硝酸盐.实现了对两步硝化-反硝化过程的模拟;FCASM3不仅包含聚糖菌的有关生物反应过程,而且还考虑了聚磷菌(非反硝化聚磷菌和反硝化聚磷菌)以及聚糖菌的厌氧维持过程,为直接体现温度对生物反应的影响,FCASM3将温度作为一个变量直接耦合到生物反应速率方程中.     

剩余污泥碱性发酵产物对硝化过程及性能的影响

为探究剩余污泥碱性发酵产物作为碳源对硝化过程及性能的影响,建立了以污泥碱性发酵混合物作为碳源的生物脱氮(BNR)系统.投加初期,氨氧化菌(AOB)和亚硝态氮氧化菌(NOB)活性均受到抑制;16 d后AOB活性开始迅速恢复,NOB活性仍受到抑制,比硝态氮积累速率(SNaPR,以N/VSS计)由初始的0.179 1 g·(g·d)^-1下降至0.007 8 g·(g·d)^-1,系统内亚硝积累率由8.12%上升至91.42%并维持稳定.将污泥发酵混合物分离为污泥发酵液和污泥发酵底泥,考察添加3种不同类型的发酵产物对硝化效果良好的全程硝化污泥硝化活性的影响.结果表明,投加污泥碱性发酵混合物和投加碱性发酵液的实验组,NOB活性皆有所下降,SNaPR由初始的0.179 3 g·(g·d)^-1分别下降至0.151 0 g·(g·d)^-1和0.161 7 g·(g·d)^-1;投加发酵底泥的实验组,NOB的活性有所上升,SNaPR由0.179 3 g·(g·d)^-1上升至0....     

粪大肠菌群多管发酵测定法的改进研究

对地表水和废水中粪大肠菌群目前通用的多管发酵检测方法进行优化。将水样接种至乳糖蛋白胨培养液后,在44.5℃±0.5℃培养箱中培养24h记录结果,并与优化前的方法进行对比。结果表明,改进后的方法在时间上比改进前节省了约24~48小时,但两者在结果上无统计学意义的差别。多管发酵改进法可以用于地表水和废水中粪大肠菌群的检测。     

酸化冲击对低pH厌氧发酵系统性能的影响

为了研究酸化冲击对厌氧发酵有机废水能源回收系统的影响,利用自制的厌氧内循环反应器（anaerobic internal circulation reactor,AICR）,以模拟糖蜜废水为底物,逐步提高进水容积负荷以模拟高容积负荷下出现的酸化冲击。研究了反应器酸化前后运行参数,并利用高通量测序检测了酸化后系统微生物群落结构。结果表明：酸化会导致颗粒污泥解体,产气速率和COD去除率下降,产甲烷活性严重抑制,同时发酵类型也发生转变。反应器酸化以后,发酵类型从丁酸型发酵类型转变为混合酸发酵类型,在进水负荷不变的情况下,总产气速率下降约50%,从2 100 mmol·（L·d）-1下降至1 056 mmol·（L·d）-1。酸化后的系统中,非产氢发酵细菌为优势细菌（54.7%）,而产氢细菌所占比例较少（37.3%）,未检测到产甲烷细菌。     

培养基特性对三七渣发酵产红曲色素的影响

考察了蛋白胨添加量、磷酸二氢钾添加量、含水率、培养基初始pH值、基质粒径对紫色红曲霉固态发酵三七渣产红曲色素的影响。结果表明：三七渣固态发酵生产的红曲色素中黄色素的色价显著高于红色素;培养基特性对红色素和黄色素产量的影响规律相似;适宜的发酵培养基特性为：采用过60或80 目筛的三七渣,蛋白胨添加量5%~6%,磷酸二氢钾添加量1%,培养基含水率60%~70%,初始pH=5。     

厌氧发酵方式对乳渣废水产酸性能的影响

为了研究厌氧发酵方式对乳渣废水发酵产酸效果的影响,分别对乳渣废水采用自然型发酵、填料型发酵及中性型发酵（pH=7.0±0.2）,并进行连续2个周期的厌氧反应。分析乳渣废水中可溶性化学需氧量（SCOD）、蛋白质、多糖、挥发性短链脂肪酸（SCFAs）、水解酶（蛋白酶、α-葡萄苷酶）和辅酶420、NH4+-N及PO43--P指标的变化。研究发现,中性产酸系统中水解酶活性较高,蛋白质和多糖等物质水解性能较好,使乳渣废水产酸性能最佳,最大SCFAs积累量为12 328.37 mg-COD·L-1。自然发酵产酸系统中水解酶活性最低,系统中残留大量的蛋白质和多糖等物质,最低SCFAs积累量为4 322.61 mg COD·L-1。同时发现,3个发酵系统中挥发性短链脂肪酸酸成分具有显著差别,其中自然型发酵系统乙酸积累率最大,可达69.70%,中性发酵系统丙酸积累率最大可达49.27%,填料型发酵系统正丁酸积累率最大可达38.85%。     

不同菌种组合对发酵残余物好氧堆肥进程及氮素变化的影响

适宜菌剂组合对于初始电导率（Electronic conductivity,EC）较高的发酵残余物二次干化腐熟效果具有重要影响。通过在发酵残余物（猪场沼渣、城市生活污泥）好氧发酵过程中添加不同菌种组合,研究堆肥腐熟指标变化,特别是不同形态氮素指标变化,以期更好提升发酵残余物的干化和腐熟程度。结果表明：F3菌剂组合处理高温期达16 d,最高温度为69.5℃,最早进入腐熟阶段,全氮损失比例最少,为8.72%;对照组在高温期（14 d、69.3℃）及全氮损失比例（9.21%）指标上仅低于F3处理组,表明自然堆体存在耐盐菌种;在促进堆肥腐熟效果方面,霉菌起着关键的作用,堆肥后期酵母菌的存在促进堆体腐熟度的提升;菌种比例和种类的合理设置对于堆体腐熟度提高的重要性要高于活菌添加量;在堆肥保氮过程中,真菌（霉菌和酵母菌）起着重要作用。F3处理（即芽孢杆菌：霉菌：酵母菌=1：2：2）,是实现发酵残余物快速高效堆肥的理想菌剂配方,其他复配菌种组合保氮效果改良侧重点各不相同。