共生模式治理东北养殖业污染

根据东北地区气候特点,农牧业发展方向、环境污染状况,提出了大棚内养殖、种植、沼气共生模式.     

碳同位素解析厌氧产酸过程挥发性有机酸来源

针对厌氧产酸条件下挥发性有机酸（VFAs）来源不明确及定向合成无依据的问题,基于同位素示踪技术对VFAs来源与合成比例进行研究.构建完全的厌氧产酸体系,采用牛血清蛋白、植物油和稳定同位素型葡萄糖（碳13丰度99%）作为反应底物,利用碳同位素示踪原理,定量分析VFAs的来源及其比例.结果表明：碳水化合物（碳13丰度99%）主要贡献偶数型短链脂肪酸的生成,其中对乙酸（HAc）和丁酸（HBu）的贡献率分别为77%和86%;而蛋白质（碳12）主要贡献奇数型短链脂肪酸的生成,其中对丙酸（HPr）和戊酸（HVa）的贡献率分别为85%和99%.通过改变发酵底物中碳水化合物和蛋白质比例,可以有效调节水解液中奇数型与偶数型短链脂肪酸的浓度和比例,为后期微生物合成高品质聚羟基脂肪酸酯（PHA）提供物质基础.     

基于生态复垦的铜矿排土场污染土壤修复效应研究

酸性矿山废水(acid mine drainage,AMD)污染是阻碍矿山生态自然恢复的最大难题。利用以植物修复为主的生物策略控制矿山潜在污染的效费比更好且更可持续,但修复土壤存量污染、遏制增量污染仍是首要问题。其中土壤存量污染是短期内植被恢复能否成功的决定因素,而增量污染是植被恢复能否持续的决定因素。本文以铜矿排土场为例,采用石灰+鸡粪+钙镁磷肥+微生物的原位综合改良方法与栽植乔灌木袋苗+混播乔灌草种子的直接植被快速重建模式,开展了基于生态复垦的污染土壤综合改良修复效应研究。结果显示：综合改良修复后的土壤pH由改良前的2.84上升到7.83,生态复垦1 a后则轻微下降到6.72,而土壤阳离子交换量(CEC)、有机质(OM)、全氮(TN)、全磷(TP)、全钾(TK)等含量相比改良前分别增加1.98倍、32.96倍、11.74倍、2.38倍、3.64倍,生态复垦1 a后除TK含量略有下降外,CEC、OM、TN、TP含量相比改良后则分别增加了1.08倍、1.29倍、1.25倍、1.03倍;综合改良修复后的土壤净产酸量(net acid generation,NAG)、酸性中和能力(acid...     

水稻秸秆及茶饼粉厌氧发酵产沼气的研究

以活性污泥为接种物,以茶饼粉和水稻秸秆为发酵原料,在严格控制发酵温度(37±1℃)的条件下进行厌氧发酵产沼气的研究。研究结果表明:以茶饼粉为发酵原料厌氧发酵的累积产气量和甲烷含量最高(分别为5305 mL,66.13%),以水稻秸秆为发酵原料的各项指标次之(分别为3759 mL,63.24%),对照组的最低,实验组的累积产气量比对照组提高124.1%,58.81%,甲烷含量分别比对照组提高20.30%,15.04%。分析秸秆及茶饼粉发酵前后各种料液成分,发现秸秆中木质素和纤维素降解率达到28.74%和11.18%;茶饼粉中糖脂类蛋白的含量相比原料减少了26.79%、37.79%和40.12%。     

厨余垃圾不同处理模式碳减排潜力分析

通过IPCC的质量平衡方法对填埋、好氧堆肥、厌氧发酵产沼发电、“压榨预处理+干组分焚烧+湿组分厌氧发酵”等不同厨余垃圾处理组合模式进行了碳减排潜力分析.研究发现,“压榨预处理+干组分焚烧+湿组分厌氧发酵”组合模式碳减排潜力最大,相对于填埋处理, CO2减排量为947.6kgCO2/t.以深圳市为例,如果2011年厨余垃圾全部进行“压榨预处理+干组分焚烧+湿组分厌氧发酵”,全年可实现上网发电4.5亿kW·h,同时减少CO2排放量201.4万t.     

产碱菌株F-3-4降解2,6-二叔丁基苯酚机理研究

研究有毒化合物的生物降解途径．以鉴定有毒化合物在微生物作用下的降解中间产物．以及是否最终成为无害的产物（CO2和H2O），对人们认识有毒化合物在环境中的迁移规律及生物去除的办法．途径具有重要的启示作用。通过色质联机测试中间产物以及降解过程体系酶的变化，对产碱菌株F-3-4降解2,6-二叔丁基苯酚（2,6-DTBP）的途径和机理进行了研究。GC—MS测试结果表明。中间降解产物为乙酸、丙酮酸和异丁酸等化合物。降解过程体系酶测定结果显示．儿茶酚2，3-双加氧酶变化比较明显。表明在菌种生物降解底物过程中。主要以2，3位开裂为主。即主要以间位开裂途径进行开环反应，从而推测了F-3-4对2,6-DTBP的降解途径和机理。     

接种量对猪粪与稻秸混合厌氧发酵的影响

以新鲜沼液为接种物,研究了接种比(接种物与发酵原料TS比例)分别为1.2%、2.4%和4.8%条件下猪粪和稻秸混合干法厌氧发酵的产气特性,分析了发酵过程中日产气量、累积产气量、甲烷含量、p H、TS、SCOD的变化情况。结果表明:各处理发酵过程中均出现两次产气高峰,沼液接种处理组比对照组提前12 d迎来第二次产气高峰;接种比为1.2%的处理组平均单位TS产气率最大,达到315 m L/g-TS,分别比对照组、接种比为2.4%和4.8%的处理组高6.06%、11.31%和3.62%;各处理发酵体系稳定时甲烷含量均达到80%以上。总体来说,适量的接种物能够提高单位TS产气率,增大产气峰值,并加速产气过程,但对总产气量无显著影响。     

pH值对有机垃圾厌氧水解和酸化速率的影响

通过易腐性有机垃圾的批式厌氧发酵实验,比较不同的发酵液pH值对水解和酸化速率的影响.结果表明,发酵液的pH值为5～7时有利于颗粒态有机物的水解;在pH值不控制及pH值为5,6,7,8条件下,微生物处于静止生长期时,水解速率常数K分别为6.81×10^-5,6.57×10^-4,3.51×10^-4,7.55×10^-4,2.47×10^-4h-1.发酵液pH=7时最有利于微生物的合成代谢,从而促进碳水化合物和蛋白质的水解过程和酸化过程,表现为代谢产物如乙醇、乙酸、丁酸和氨氮的大量生成,以及其他代谢产物种类的增加;pH=5和pH=6时,反应后期能促进酸化过程;pH=8时,会抑制酸化过程;对pH值不控制时,严重抑制水解和酸化过程.     

不产甲烷菌低温降解秸秆粪便试验研究

从发酵沼基中分离出不产甲烷菌菌株,富集培养后,进行分解实验,研究其在较低温度下对各种农业废物的降解性能。研究表明在14.7℃的低温下,接种不产甲烷菌的天然秸秆培养基,在第四天出现温度高峰值点为18.5℃,培养前后温度变化为3.5℃;5d内还原糖下降0.19mg,氨氮下降0.05mg,秸秆利用率为8.67%;堆肥有机质含量6d内下降了10.3mg,甲烷色谱峰面积7d培养后为79.95%;7.4℃的低温下,在第四天出现温度高峰值点为10.5℃,培养前后温度变化为2.5℃;5d内还原糖下降0.15mg,氨氮下降0.02mg,秸秆利用率为6.7%;堆肥有机质含量6d内下降了5.8mg,甲烷色谱峰面积7d培养后为64.42%。     

Delignification of disposable wooden chopsticks waste for fermentative hydrogen production by an enriched culture from a hot spring

Hydrogen(H2) production from lignocellulosic materials may be enhanced by removing lignin and increasing the porosity of the material prior to enzymatic hydrolysis. Alkaline pretreatment conditions,used to delignify disposable wooden chopsticks(DWC) waste, were investigated. The effects of NaOH concentration, temperature and retention time were examined and it was found that retention time had no effect on lignin removal or carbohydrate released in enzymatic hydrolysate. The highest percentage of lignin removal(41%) was obtained with 2% NaOH at 100℃, correlated with the highest carbohydrate released(67 mg/gpretreated DWC) in the hydrolysate. An enriched culture from a hot spring was used as inoculum for fermentative H2 production, and its optimum initial pH and temperature were determined to be 7.0 and 50℃, respectively. Furthermore, enzymatic hydrolysate from pretreated DWC was successfully demonstrated as a substrate for fermentative H2 production by the enriched culture. The maximum H2 yield and production rate were achieved at 195 mL H2/g total sugarsconsumedand 116 mL H2/(L·day), respectively.