ABR工艺处理生活污水研究

本文对折流挡板厌氧反应器处理生活污水进行了研究。反应器沿流向分为三格,实验温度为25℃,水力停留时间12小时,pH在7~7.6。实验结果表明:COD的去除率可维持在70%左右,产气主要含有甲烷、二氧化碳和氢气,每格最大产甲烷活性依次为211 mLCH4.gVSS-1d-1,314 mLCH4.gVSS-1d-1,319 mLCH4.gVSS-1d-1;出水产物为乙酸和丙酸;每格优势菌种依次为杆菌、球菌、甲烷丝状菌和甲烷八叠球菌。填料挂膜量(湿重)沿着流向逐渐降低,平均为4.27 g.cm-3。     

产甲烷细菌对乙酸盐的利用

乙酸是自然界复杂有机物分解过程中的重要中间产物。目前已知能利用乙酸产甲烷的产甲烷菌有巴氏产甲烷八叠球菌(Methanosarcina barkeri),马氏产甲烷球菌(Methanococcus mazei)和由Zehnder等(1980)报导的一种能使乙酸脱羧基而不氧化氢的产甲烷菌。但能利用乙酸作细胞碳     

高温厌氧环境中一株嗜热产甲烷古菌的分离鉴定

本研究采用Hungate厌氧操作技术、液体培养基和固体培养基交替传代的培养方法,从油层采出液中分离到一株产甲烷古菌DH-5.实验结果表明菌株DH-5为严格厌氧菌,菌体大小为(0.06～0.07)μm×(3.8～8.7)μm,可利用H2/CO2,但不利用其它供试底物;最适生长温度63℃;最适盐浓度0.80 g· L-1;最适pH为7.2;酵母粉为其生长必须因子;最适生长条件下其倍增时间为2.77 h.菌株DH-5与标准株Methanothermobaaer thermautotrophicus DSM 1053T (AY 196660)的16S rRNA基因序列相似性为99.8％.     

嗜热产甲烷杆菌的分离和特征

采用严格的Hungate厌氧技术,从成都市簇桥公社常温沼气池污泥样品中分离到CB—12菌株。CB—12菌株为革兰氏反应阳性,不运动、不形成芽孢的长杆菌,菌落呈灰白色圆形,菌体在40—60℃培养时为0.4-0.6×2.5-6.0μ长杆状,培养于65—70℃时呈10—130μ不规则曲线形丝状,该菌株不仅能利用H_2/CO_2作为碳源和能源,而且能利用甲酸作为碳源和能源,不能利用乙酸、甲醇和甲胺类。CB—12菌株以H_2/CO_2为基质时,生长不受有机添加物的刺激。以甲酸作基质时,酵母膏、胰酶解酪蛋白等有机添加物可刺激该菌的生长。CB—12菌株的最适生长温度为60—65℃,低于40℃或高于75℃不生长。最适生长pH为7.0—7.5,pH低于6.0或高于10.0不生长。嗜热产甲杆烷菌CB—12菌株对甲酸基质的利用与嗜热自养产甲烷杆菌(M.thermouutotrophicum)△H标准菌株完全不同。     

一株新的球状产甲烷菌的分离和特性

采用改良的Hungate严格厌氧技术,从稳定的丙酸盐产甲烷富集培养中,分离获得一株产甲烷细菌SN菌株。该菌菌落呈椭圆形,直径1.0-1.5mm,黄色,半透明、边缘光滑、中央突起且有颗粒堆积,在紫外光的激发下,菌落产生明亮持久的蓝绿色荧光。菌体为不规则球状,老龄菌体形态趋向规则,单个细胞直径为0.5-1.8μm,不形成芽孢。革兰氏染色阴性,具有周生鞭毛。SN菌株只能利用H_2/CO_2和甲酸作为生长和产甲烷的基质,其生长需要酵母膏或胰酶解酪蛋白和少量乙酸;生长的pH范围为6.0-8.2,最适pH为7.6;温度范围为20-40℃,最适温度为35℃;其最适生长不需外加NaCl,2％NaCl能完全抑制其生长。在最适条件下,SN菌株利用H_2/CO_2和甲酸的比生长速率分别为0.165小时~(-1)和0.089小时~(-1)。这些形态和生理特性表明,SN菌株可能是一株新的产甲烷菌。其确切的分类地位尚有待于进一步研究。     

奶酪乳清、牛粪和菌糠厌氧共消化产甲烷性能

文章以奶酪乳清、牛粪和菌糠为底物,对3种原料进行不同混合配比,研究不同混合比例下厌氧共消化产甲烷性能。试验结果表明:奶酪乳清与牛粪混合比为85∶15时得到最大甲烷产率为313±11 mL·g^(-1 )VS,奶酪乳清的添加会促进牛粪的产甲烷性能,而牛粪的少量添加亦能提高奶酪乳清的产甲烷性能;奶酪乳清与菌糠混合比为15∶85时得到最大甲烷产率为722±16 mL·g^-1VS,菌糠的添加能够提高奶酪乳清的产甲烷性能,而奶酪乳清的添加对菌糠厌氧消化有一定的抑制作用;牛粪的少量添加能够促进菌糠的厌氧消化性能,并在混合比15∶85时实现最大甲烷产率为773±16 mL·g^-1VS;当3种原料混合共消化时,在奶酪乳清、牛粪和菌糠混合比为10∶10∶80下,实现最大甲烷产率为763±12 mL·g^-1VS。     

嗜热甲烷杆菌TH—6菌株的特征

从杭州长征化工厂酒精发酵废醪槽底部污泥中分离到一株嗜热自养产甲烷杆菌,细胞呈长杆状,不运动,不形成芽孢,革兰氏染色阴性;细胞单个或成对排列,有时出现3-5个以上细胞相连的丝状体,杆状细胞大小为0.5—0.6×2.0—4.0μm,但丝状体可长达10—27μm或更长。在无机盐液体培养基中生长,细胞最小倍增时间为3.2小时。滚管菌落为半透明,灰白色,近似圆形。落射荧光显微镜检查呈蓝绿色荧光。分离物只利用H_2/CO_2生长和产甲烷,不需要酵母膏,但在无机盐培养基中分别添加酵母膏、胰酶解酪蛋白和瘤胃液后能刺激该菌生长和提高甲烷量。生长和产甲烷的最适温度为60℃,最适pH为7.0。根据形态和生理性状的研究,分离菌株暂定为嗜热自养甲烷杆菌TH-6菌株(Methanobacteriumthermoautotrophicum TH—6strain)。     

用DGGE和Real-Time PCR对低温沼气池中产甲烷古菌群落的研究

利用DGGE及Real-Time PCR技术对不同地区低温沼气池中沼泥行进发酵前期、后期产甲烷古菌群落变化进行了研究.DGGE技术用于分析发酵前后产甲烷古菌优势群落的变化;Real-Time PCR技术用于分析发酵前期、后期样品产甲烷古菌的数量变化.结果表明,沼气低温发酵的过程中,不同沼泥样品发酵前期、后期产甲烷古菌的优势群落差异明显且数量上也存在较大差异;主要变化的产甲烷古菌的优势群落为甲烷粒菌属(Methanocorpusculum),甲烷八叠球菌属(Methanosarcina),甲烷鬃毛菌属(Methanosaeta).甲烷八叠球菌属(Methanosarcina)在黑龙江沼泥样品(A1)发酵后期成为优势群落,甲烷鬃毛菌属(Methanosaeta)在山东发酵前期(B1),后期样品(B2)及安徽发酵前期样品(C1)中占有绝对优势.产甲烷古菌的数量介于104 ～ 105个·mL-1之间,其中黑龙江样品中产甲烷菌数量最多,而安徽样品中产甲烷菌数量最少.     

酒糟厌氧消化产甲烷特性与微生物菌群结构分析

酒糟是酿酒生产过程中的副产物,以酒糟为研究对象,分别考察不同底物总固体（Total solid, TS）质量分数（0.5%、1%、1.5%、2%）、接种比（接种污泥与酒糟的挥发性固体质量比）（0.25、0.5、0.75、1、1.5）和温度（25、37、50℃）条件下酒糟的厌氧消化产甲烷特性。结果表明,随着TS浓度的增加,产甲烷量逐渐增加, 2%TS条件下可获得最大的累计产沼气量（532.8mL/g）和产甲烷量（294.7mL/g）。接种比是影响厌氧消化系统的重要因素,随着接种比的增大,系统累计产沼气和产甲烷量呈先增加后减少的趋势,在接种比为0.25和0.5的条件下,系统发生崩溃,并未产甲烷,当接种比为1时,获得最大的累计产沼气和甲烷量。当TS质量分数为2%、接种比为1.5、发酵温度为50℃的条件下,获得最大的累计产沼气量为559.4mL/g,相较37℃条件下提高了10.2%,而获得的累计产甲烷量为284.0mL/g,相较37℃并未显著提升（P>0.05）。利用修正的Gompertz模型进行产气动力学分析后,发现TS质量分数越高、接种比越大、温度越高,产甲烷迟滞期越短。同时对不同温度反应体系中的微生物群落进行了分析,发现Bacteroidetes和 Firmicutes为优势菌门,随着温度的升高,产甲烷菌逐渐由氢营养型代替乙酸营养型。因此, TS浓度、接种比和温度是厌氧发酵重要因素,初步确定2%TS、接种比为1的中温酒糟厌氧发酵产甲烷性能相对较好。     

厨余垃圾与剩余污泥厌氧共消化效能及潜在应用：以武汉为例

厌氧共消化是市政有机固废减量化资源化的主流工艺之一，然而湖北省武汉市仍缺乏具有本地代表性的厨余垃圾与剩余污泥厌氧共消化效能及潜在影响的相关研究。通过生化产甲烷潜力批式实验、动力学分析和共消化性能评估考察了武汉本地典型厨余垃圾和剩余污泥的比例对厌氧共消化效能和潜在应用的影响。研究结果表明：厨余垃圾与剩余污泥共消化的产甲烷速率比厨余垃圾单独消化提高了40%～96%;厨余垃圾与剩余污泥的最佳比例为2∶1(基于VS),此时实际产甲烷潜力为408 mLCH₄·g^-1VS_added,比理论叠加值提高了11.2%;厌氧消化的渗透率达到60%时，武汉本地的厨余垃圾和剩余污泥通过厌氧消化回收的能量高达6100万m³CH₄·a^-1或2亿kWh·a^-1,可以供应约7.6%的居民生活天然气需求量或1.7%的电力需求量，可为武汉本地乃至全国的厨余垃圾和剩余污泥共消化提供参考和指导意义。