规模化沼气工程沼液综合处理与利用的研究进展

沼气工程作为一项利国利民的事业得到迅速发展,其发酵后的沼液产量巨大,如果得不到合理的处理和利用,不仅制约沼气工程的发展,还会造成二次污染.但沼液中含有大量营养物质和微生物,具有促进作物生长和控制病害发生的双重作用,沼液利用是循环农业产业链中的一个重要环节,我国学者就此问题展开了多方面的研究,近年来对沼液中的微生物组成研究及功能微生物的挖掘为我们研究利用沼液提供了新的思路.     

茭白、葡萄、枇杷茎叶的产甲烷潜力

本研究以茭白、葡萄和枇杷的茎叶为底物进行厌氧产甲烷试验,分析测定发酵过程中产气量、甲烷含量、有机酸和pH的动态变化,以及茎叶中半纤维素、纤维素和木质素的含量和红外光谱特征。结果表明,茭白茎叶半纤维素含量高于枇杷茎叶和葡萄茎叶,其日产气量和累计产气量也高于后两者。枇杷茎叶和葡萄茎叶的稳定累计产气量出现和结束的时间都早于茭白茎叶,葡萄茎叶在发酵20 d后就基本停止产气,而茭白茎叶在发酵40 d后累计产气量已达350 mL且仍在缓慢增长。总体上,半纤维素对生物质产甲烷的贡献权重大于70%,纤维素的贡献权重与生物质种类密切相关,木质素由于难以被厌氧生物降解,贡献权重近于0。     

一株低温厌氧纤维素降解细菌的分离、鉴定及其酶学性质的研究

从若尔盖草甸淤泥中获得一株低温厌氧纤维素菌CD-2,分离菌株革兰氏染色阴性,直杆状,严格厌氧,菌体大小为0.3μm×2.8 ～ 3.1 μm,生长温度范围5～40℃(最适温度20℃);pH范围6.5 ～8.0(最适pH7);NaCl浓度范围0.1％～0.4％(最适NaCl浓度0.2％).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、羟乙基纤维素、木聚糖等.在菌株CD-2的纤维素酶系中,存在外切-β-1,4-葡聚糖酶(CI酶)、内切-β-1,4-葡聚糖酶(Cx酶)和β-葡萄糖苷酶3种组分,最适温度分别为30、30和25℃.该菌株还存在木聚糖酶,最适温度为30℃.通过16S rDNA序列分析表明,菌株CD-2属于梭菌属Clostridium,与C.papyrosolvens的相似性为99.1％.     

应用RFLP和DGGE技术对沼气池中产甲烷菌多样性的研究

利用PCR-RFLP和PCR-DGGE技术对处于正常运行阶段的4口农村户用沼气池进行研究,考查其中产甲烷菌的种群结构并对其进行系统发育分析。特异性地扩增产甲烷菌mcrA片段和16S rDNA序列分别进行RFLP分析和DGGE分析。对RFLP得到的每一个独特的OTU(operational taxonomic units)和DGGE中的优势条带进行测序及序列分析。结果表明,不同发酵原料的沼气池中产甲烷菌的优势类群存在差异性,但又有一定的相似性。同时研究结果显示,2种不同实验方法得出的结论有着某些一致性。