奶牛粪压榨液厌氧消化过程中氨和硫化氢抑制原位解除工艺研究

厌氧消化是实现畜禽粪污资源化利用的重要手段,但传统厌氧消化过程运行效率较低,处理过程中氨(NH_3)和/或硫化氢(H_2S)抑制是造成系统不稳定甚至崩溃的主要原因。该研究利用自主研发的厌氧消化耦合氨和/或硫化氢抑制原位解除系统,以奶牛粪压榨液为原料,探讨实现其稳定、高效处理的可行性。监测了厌氧消化过程中不同有机物负荷下产气效果和消化液理化性质,包括pH值,NH_4~+,SO_4~(2-),有机酸(volatile fatty acids,VFAs),可溶性有机碳(soluble total organic carbon,TOC)等的变化情况。结果表明,奶牛粪压榨液高温厌氧消化最大负荷达10 g VTS·L-1d-1,沼气生产效率和甲烷含量分别为920.5 m L·L-1d-1和63.7%。通过沼气内循环并向反应器通入微量空气(通入量为沼气产生量的3%),可以使反应器内NH_4~+浓度维持在1000 mg·L-1以下,沼气中H2S的含量维持在50 ppm以下,沼气质量明显改善。     

餐厨垃圾三相分离的固态残渣与水稻秸秆混合干式厌氧消化的产气规律研究

餐厨垃圾三相分离后的固态残渣碳氮比较低,通过添加水稻秸秆调节其碳氮比后开展干式厌氧消化序批实验,考察其产气规律.结果显示:在65 d的发酵周期内,纯餐厨废渣的干式厌氧消化产气潜力为389.5 mL·g-1 VS,按5∶1的比例加入水稻秸秆的产气潜力可以达到409.9 mL·g-1 VS,二者混合发酵产气率较单一原料增加...     

一株中温厌氧纤维素降解细菌的分离、鉴定及其系统发育分析

以树中心湿木为样品,富集分离获得一株具有较强纤维素分解能力的中温厌氧纤维素降解细菌CSZM-6.分离菌株革兰氏染色阴性,直杆或稍弯曲杆状,多数单生,少数成对或成串,部分菌体产芽孢.菌体大小为0.5μm×1.7～2.6μm,严格厌氧,最适生长温度40℃,最适pH6.5,以葡萄糖为底物时倍增时间8.0h.分离菌株在纤维素粉固体培养基中培养3周后,菌落为圆形或不规则形状,产黄色素,直径为0.5～4.0mm,水解圈直径为2.0～18.0mm.分离菌株不仅能利用纤维素、纤维二糖、葡萄糖等碳水化合物,还能利用未经处理的报纸、水稻秸秆、麦秆.发酵纤维素产乙醇、乙酸、H2、CO2、甲酸、丙酸、乳酸.在菌株CSZM-6的纤维素酶系中,只存在外切-β-1,4-葡聚糖酶(C1酶)和内切-β-1,4-葡聚糖酶(Cx酶)两种组分,最适温度分别为40℃和45℃.通过16SrDNA序列分析表明,菌株CSZM-6为梭菌属Clostridium,与C. papyrosolvens具有99.6%的相似性.     

能源微生物的研究进展

能源微生物主要包括产甲烷菌、产乙醇菌、氢气产生菌、生物柴油产生菌和生物电池微生物五大类.本文介绍了能源微生物的种类和转化机理,针对能源微生物中的厌氧微生物研究进展重点进行了综述,并对能够产烃类微生物的研究进展进行了介绍.     

中温厌氧纤维素菌的分离鉴定，系统发育学分析及其酶学性质的研究

利用厌氧分离技术从泥炭中分离到一株纤维素降解能力较强的中温厌氧细菌.分离菌株为革兰氏染色阳性,直杆或稍弯曲杆状,4.2 μm ～6.8 μm×0.8 μm ～1.0 μm,严格厌氧,不形成芽孢,能运动.分离菌株可在20℃～40℃,pH 6.0～8.5之间利用纤维素生长,最适生长温度为35℃,最适pH 6.8～7.0.分离菌株能利用滤纸、纤维素粉MN300、微晶纤维素、羧甲基纤维素等,还可以利用葡萄糖、纤维二糖、木糖、木聚糖、棉子糖、麦芽糖、山梨糖、胰蛋白胨和水杨苷作为底物.在P4-3的纤维素酶复合体中,滤纸酶,Cx酶和β-葡萄糖苷酶的最适作用温度分别为55℃,55℃和45℃,接种120 h后培养物的胞外纤维素酶液中三种酶的酶活分别为86.25 U·mg-1, 20.04 U·mg-1, 18.39 U·mg-1.部分长度的16S rDNA序列分析表明,分离菌株P4-3与Clostridium cellulolyticum的序列相似性为99%.     

厌氧角蛋白降解菌KD-1粗酶和商业蛋白酶酶解猪肉的功能与评价

生物酶解技术是处理畜禽尸体、实现废弃蛋白质无害化、资源化利用的有效途径,但是生物酶制剂的处理效率和成本限制了该技术的发展和应用.采用厌氧角蛋白降解菌KD-1粗酶液以及商品化碱性蛋白酶、中性蛋白酶、复合蛋白酶与木瓜蛋白酶酶解生猪肉,通过分析酶解产物的游离氨基酸含量及氨基酸组成、可溶性蛋白含量与氨氮含量等指标,系统评价各类...     

丙酸互营氧化菌群对厌氧消化过程中丙酸累积的调控研究进展

在厌氧消化产沼气过程中乙酸、丙酸和丁酸等挥发性有机酸是重要的中间代谢产物,其中丙酸最为重要。通常厌氧消化系统有机负荷的提高等因素会导致系统丙酸的累积,从而引起系统酸化,抑制厌氧消化系统中微生物的生长、影响系统稳定性。因此,丙酸的降解被认为是厌氧消化过程的限速步骤。然而由于丙酸降解为乙酸,CO2和H2反应所需自由能较高,反应不能自发进行。研究表明丙酸的降解可以通过丙酸氧化菌和氢营养型产甲烷菌等互营合作而完成。文章将从厌氧消化过程中丙酸累积及调控角度出发,分析了影响丙酸累积的几大原因,并总结了近年来针对丙酸累积提出的调控办法和丙酸互营氧化菌群的研究进展,以期为厌氧消化技术的推广应用提供基础。     

厌氧分解纤维素细菌P4-3的产酶特性及其纤维小体组分的定位

中温厌氧纤维素分解菌P4-3可产生活性较高、热稳定性较强的纤维素酶.通过检测CMC酶活性,研究了培养时间、温度、培养基初始pH值、碳源和氮源对其产酶的影响.通过破壁处理,检测不同部位粗酶液中的CMC酶、滤纸酶及β-葡萄糖苷酶活性,分析了其纤维小体中三种酶组分的分布和比例.结果显示,利用滤纸和纤维二糖作为底物达到最大酶活的时间分别为144 h和72 h;产酶最佳温度为40℃,pH值为7.5,纤维二糖为最佳碳源,酵母粉为最佳氮源.培养144 h,CMC酶、滤纸酶及β-葡萄糖苷酶在上清液、未破壁菌体悬浮液与破壁菌体悬浮液中的活性比分别为9:1:1,14:4:3和6:3:4.     

启动模式对水稻秸秆厌氧发酵稳定性及产气效率的影响

秸秆厌氧发酵是实现农业废弃物能源化利用，支撑农业固碳减排的重要途径。但是，秸秆的高负荷发酵通常会导致系统酸化，影响发酵稳定性。研究以驯化的厌氧污泥为接种物，在不同物料浓度(5%、7%和9%TS)下，研究了一步启动(OSS, one-step startup)和逐级提升启动(SIS, stepwise-increasing startup)两种模式对秸秆中温(35℃)厌氧发酵效率及稳定性的影响。结果表明，两种启动模式均可正常启动秸秆厌氧发酵过程，水解阶段OSS组趋向于丙酸型发酵，但SIS组可维持稳定的乙酸型发酵，丙酸和乙酸降解效率高，挥发性脂肪酸最高累积浓度仅为OSS组的18.4%～40.3%。56 d发酵过程中，所有实验组均稳定产甲烷；与OSS组相比，逐级提升启动对较低物料浓度(5%和7%TS)的产气率无显著影响，但9%TS实验组的TS产气率显著提升。高通量测序结果显示，Sphaerochaeta,Proteiniphilum和Bacteroidales是OSS组中的优势细菌，vadinBC27 wastewater-sludge group和Synergistaceae是SIS组的优...     

酶制剂在畜禽养殖废弃物资源化利用中的研究进展

随着我国养殖业的迅速发展,畜禽养殖废弃物污染情况日益严重,传统的废弃物处理方式不仅效率低,且易造成环境污染与资源浪费。针对这一问题,结合酶制剂研究的现状与发展趋势,分析了环保酶制剂对畜禽养殖废弃物的无害化处理与资源化利用的有效性与必要性,详细阐述了脂肪酶、纤维素酶、角蛋白酶以及其他微生物酶制剂用于畜禽养殖废弃物处理的研究进展与应用情况,并讨论了现阶段应用酶制剂处理畜禽养殖废弃物存在的问题以及针对该领域酶制剂研究的发展方向,以期为探索畜禽养殖废弃物高值化利用途径与新型酶制剂的研发提供理论参考。