瘤胃微生物在有机废物处理中的应用研究

综述了瘤胃微生物在处理农业残余废物、城市有机垃圾和一些有毒物质方面的研究情况,并对影响其降解的环境条件、工艺条件和反应促进因素做了介绍,认为结合现代厌氧消化技术和瘤胃发酵技术,瘤胃微生物可以在有机废物处理中发挥较大作用.     

环境保护上的应用

<正> 853811 橄榄油厂废水的厌氧消化[英]/Boari,G.…∥Agric.wastes.-1984,10(3)-161～175[译自 DBA,1984,8(17),84-08440]经调查,橄榄油作坊废物的厌氧处理是采用实验室(a)和中间规模(b)UASB 消化     

厌氧消化工艺抑制因素研究进展

随着对厌氧消化技术不断深入的研究,厌氧消化技术的应用取得了快速的发展,但仍然存在如处理效率低、运行稳定性差等问题。本文综述了厌氧消化工艺中主要的抑制因素及其抑制机理,为厌氧消化工艺的应用提供理论依据。     

嗜酸产甲烷菌及其在厌氧处理中的应用

产甲烷菌在自然界碳素循环过程中发挥着重要作用.酸性泥炭沼泽环境中存在着多种未知的产甲烷古菌,其中嗜酸产甲烷菌因其特殊的生长代谢特征近年来引起学者的广泛关注.若将嗜酸产甲烷菌应用于高浓度有机废物或废水的厌氧消化过程中,可从本质上克服因酸积累造成的产甲烷抑制,减少运行成本,扩展厌氧消化处理技术的应用范围.本文综述了嗜酸产甲烷菌的富集分离培养方法、生理生化特性、代谢特征及相关分子生物学研究等内容,并对其在厌氧处理中的应用前景进行了分析和展望,提出了未来研究的方向.     

畜禽粪便和粪水厌氧消化技术分析与展望

随着我国畜禽养殖集约化程度的不断提高,畜禽粪污导致的环境污染已成为畜禽养殖业发展面临的重要制约因素。粪污通过厌氧消化可回收能源、生产沼肥和消灭病原菌,避免对环境产生危害,是畜禽粪污处理和资源利用技术链条的核心环节。根据原料性质的差异,将粪污区分为畜禽粪便与养殖废水,分别探讨了这两种处理对象厌氧消化处理的不同技术难点和发展方向。针对畜禽粪便,重点探讨了高含氮粪便厌氧消化过程中存在的氨抑制问题及解除氨抑制的方法;针对养殖废水,介绍了废水处理与回用标准,比较分析了升流式厌氧污泥床、厌氧膜生物反应器、厌氧折流板反应器和自搅拌厌氧折流板反应器等几种代表性的和新型的废水厌氧处理工艺,并展望了技术的创新发展,旨在为畜禽粪便和养殖废水的厌氧消化及废水回用技术的发展提供参考。     

基于热水解的高效污泥厌氧消化技术研究进展

污水处理厂产生的大量剩余污泥,是目前困扰市政工程的主要问题之一,对其进行减量化、稳定化、无害化和资源化是污泥处理处置的核心任务。厌氧消化技术是目前最广泛使用的污泥处理工艺之一,但厌氧消化技术受到污泥低水解速率的制约。基于热水解的高效污泥厌氧消化技术不仅打破传统厌氧消化的水解限速,还在改善污泥流变特性和化学特性、提高污泥厌氧消化效率和新兴污染物的去除等方面有着明显的优势。综述了热水解预处理对污泥特性和对系统中新兴污染物去除特性的影响,总结了目前的研究成果并展望了发展前景,指出工艺运行条件的进一步优化和经济可行性的系统评价是其推广使用的重要支撑。     

厌氧消化污泥微生物组研究方法及应用

污泥厌氧消化是在消化污泥微生物组的协调下将剩余污泥中有机物转化为甲烷的微生物过程。与传统厌氧消化过程不同,污泥厌氧消化系统的进料底物为含有大量微生物细胞及胞外多聚物等复杂大分子有机物的剩余污泥。因此,厌氧消化污泥微生物组的种群组成、功能及种群间互作关系等异常复杂,使厌氧消化污泥微生物组分析成为难点问题。但近年来高通量测序技术及生物信息学分析方法的快速发展为消化污泥微生物组研究提供了契机,并迅速推动了该研究领域的发展。本文从4个方面梳理、总结厌氧消化污泥微生物组的研究及应用现状:剩余活性污泥结构、组成及其厌氧消化;基于16SrRNA基因序列测序的微生物组研究;基于宏基因组及宏转录组分析的微生物组研究;厌氧消化污泥微生物组研究案例分析。最后我们提出了厌氧消化污泥微生物组研究亟待解决的关键科学问题。     

厌氧消化酸抑制研究进展

厌氧消化工艺目前已广泛应用于各类废水的处理处置过程中,但在实际运行中,受消化条件和物料性质的影响,消化系统经常遭受由挥发性脂肪酸积累过多导致的酸抑制问题,引发产气量下降、产甲烷率降低等问题。近年来,有研究者发现,挥发性脂肪酸的种类和浓度及pH、温度是影响酸抑制的主要因素。基于此,相关研究者分别尝试了添加碱性化学药剂和微量元素及利用生物强化技术与微生物电化学技术来解除酸抑制的尝试,并都取得了不错的效果。本文综述了厌氧消化过程中酸抑制的产生过程、抑制机理及恢复方法,以期为解决厌氧消化酸抑制问题提供参考。     

温度和化学预处理对玉米秸厌氧消化产气量的影响

提出通过中温消化和化学预处理相结合的方法提高玉米秸的厌氧消化产气量。研究了中温和常温条件下,不同负荷率对玉米秸产气量的影响,以及经氢氧化钠、氨水与尿素处理后玉米秸主要成份的变化规律及其对产气量的影响。结果显示,中温消化产气量比常温提高了139．2％～281.8％,消化时间减少了8～16d;除尿素外,氢氧化钠和氨处理都可不同程度地提高玉米秸的产气量;中温消化时,氢氧化钠处理玉米秸的产气量比未处理玉米秸提高了77．0％,比常温消化的未处理玉米秸提高了263．6％。把中温消化和化学处理结合起来是提高玉米秸厌氧消化效率和产气量的有效方法。     

微生物组学及其在厌氧消化中的研究进展

我国每年产生大量的有机废弃物,如果处置不当将会对生态、气候以及人类健康造成重大影响。厌氧消化是一种可靠的、绿色的、可持续的有机废弃物处理方式,但由于缺乏准确有效的监测手段,厌氧消化微观过程常常被视为“黑盒”。随着微生物组学的发展,学者们在菌群与运行参数关联性分析、代谢途径分析等方面有了更深入的认识。本文从“三阶段、四菌群”的厌氧消化过程出发,介绍了常用微生物组学的类型,包括:16S rRNA基因组、宏基因组、宏转录组和宏蛋白组;详细阐述了物种组成分析、α多样性分析、OTU相似性分析以及多元统计学分析等6种常用的微生物群落生物信息学分析方法;系统回顾了厌氧消化过程的微生物学研究进展,以期能为分析厌氧消化的微生物群落结构和功能、开发新的厌氧消化工艺和技术提供支持。     

典型有机固废厌氧消化微生物研究现状与发展方向

经过人工富集和驯化的兼性和严格厌氧微生物是厌氧消化工艺的核心。不同厌氧消化体系中存在的问题大多可以通过改变微生物群落的代谢活性来得到有效改善。得益于微生物组学检测技术的快速发展,对厌氧消化系统中微生物多样性的认识获得了极大的拓展,同时在微生物类群间、微生物与环境的互作关系研究方面也取得了一系列新的进展。然而,有机固废厌氧消化系统中,各种微生物以及微生物和物质的相互作用构成了更为复杂的代谢网络,所以目前对这些互作关系的解析尚不完善。本文重点关注了厌氧消化过程中的典型菌群互作关系,阐述了典型有机固废厌氧消化系统中存在的问题及微生物在其中发挥的作用,最后,立足于现有组学技术推动的微生物组研究进展,对未来有机固废厌氧消化系统微生物组的研究提出展望。     

解决污染环境的废物问题

<正> Solmar公司是加利福尼亚一家生产处理环境废物问题产品的公司,直接针对废水和有毒水的处理、污泥减少和臭气控制的一些城市和工业。产品是通过采用一些生物技术方法处理废物后而获得的。据Solmar公司总经理R.B.Grubbs说,他们专门筛选那些仅消化非生命有机物质的无害菌株作为培养物。     

导电碳颗粒促进污泥厌氧消化及微生物种间电子传递的研究进展

添加导电碳颗粒能够促进厌氧消化过程稳定性、底物降解率以及产沼气品质的同步提高。本文总结了以活性炭和生物炭为代表的导电碳颗粒对城市污泥厌氧消化的影响,探讨了导电碳颗粒促进城市污泥厌氧消化的机理,阐述了导电碳颗粒介导的微生物直接种间电子传递(Directinterspecies electrontransfer,DIET)在强化污泥厌氧消化中的作用机制,分析了复杂厌氧消化体系中微生物DIET互营关系的研究现状,同时对导电碳颗粒的物理化学特性及其对污泥厌氧消化产甲烷的影响进行了分析,最后对未来导电碳颗粒促进城市污泥厌氧消化的研究进行了展望。     

不同预处理方式对市政污泥/餐厨垃圾混合厌氧消化产甲烷的影响

考察了不同的预处理方式对餐厨垃圾与市政污泥混合厌氧消化产甲烷的影响。结果表明:对市政污泥进行热碱预处理效果最优,与空白组相比,热碱处理组累计单位质量的挥发性固体(VS)的甲烷产量达到了255.00 L,提高了13.03%,溶解性化学需氧量(SCOD)的降解率提高了27.05%,总固体(TS)的降解率提高了16.65%,VS的降解率提高了9.08%。在厌氧消化过程中,利用碳水化合物及蛋白质的热袍菌门(Thermotogae)的比例在所有处理中都有所上升;与产生短链脂肪酸有关的Erysipelotrichaceae菌属在预处理组中的丰度显著高于空白组,热碱处理组中Erysipelotrichaceae在末期的丰度最高,为19.21%;Petrimonas在厌氧消化体系中的作用为产氢产乙酸菌,热碱处理组的Petrimonas的丰度在产气高峰时最高,为6.84%。不同处理系统起主要产甲烷作用的古菌属为Methanosarcina,在产气高峰期热碱预处理组中Methanosarcina的丰度最高。预处理能够破环市政污泥的细胞结构,提高污泥的可生物利用性,提高混合厌氧消化产甲烷的效率。     

中国科学院青岛生物能源与过程研究所蓝藻甲烷化与微囊藻毒素降解研究取得新进展

水体富营养化及其产生的蓝藻是沿湖地区所面临的一个主要环境问题,厌氧消化被认为是现阶段快速处置大量打捞蓝藻的可行性技术之一。     

生物化学中厌氧消化代谢途径的教学实践

厌氧消化是乳酸和乙醇发酵之外的另一条重要的无氧分解代谢途径,对促进资源高效利用、维持生态平衡、优化能源结构、缓解能源危机、推动实施“双碳”战略都具有重要意义。如此重要的代谢过程在大学生物化学课程教材和教学中没有涉及,使得教学体系不完整,亟需教学改革。厌氧消化过程涉及的反应众多,代谢途径复杂,为了让学生全面了解这一过程,教师通过查阅大量文献,将厌氧消化的主要反应途径归纳成图,较为完整地展现厌氧消化代谢过程,并通过BOPPPS教学模式融入课堂教学中。以代谢途径全图的形式直观展示分散冗杂的代谢过程,可以帮助学生构建厌氧消化代谢的系统框架,有助其丰富代谢知识体系,达到了良好的教学效果。本文介绍了厌氧消化代谢途径的内容及教学过程的设计,为生物化学、环境工程微生物学、新能源工程等课程教材的修订及相关课堂教学改革提供参考和借鉴。     

中国餐厨垃圾处理的现状、问题和对策

餐厨垃圾具有高水分、高盐分、高有机质含量、组分时空差异明显、危害性与资源性并存的特点。目前国内外常用的餐厨垃圾处理技术如焚烧、卫生填埋、生态饲料、厌氧消化、好氧堆肥和蚯蚓堆肥等,通常存在着资源化利用效率低、经济效益不够理想的缺陷。总结相关文献及报道,中国在餐厨垃圾资源化处理上存在"行政瓶颈"和"技术瓶颈"两大方面的问题:"行政瓶颈"的解决之道在于完善管理及处理体系,各级政府部门切实重视、加大投入,强力推进垃圾分类投放;而对于"技术瓶颈",除综合运用多种现有处理技术外,开发新技术提高餐厨垃圾的资源化循环利用程度,是关键所在。     

餐厨垃圾和市政污泥配料比对厌氧产甲烷特性及微生物多样性的影响

在(38±0.5)℃的温度下,研究不同配料比对餐厨垃圾和市政污泥混合厌氧消化过程中系统参数及微生物群落多样性的影响,设定餐厨垃圾和市政污泥的挥发性固体的质量比为1∶0、0∶1、1∶1、1∶2和2∶1,并采用高通量测序技术分析厌氧消化过程中微生物组成的多样性。结果表明:质量比为1∶1的体系混合厌氧消化时,产甲烷效果最佳,单位质量的挥发性固体含量的产甲烷量可达到232.86 L/kg,挥发性固体含量的去除率达46.09%。各个混合比例体系中的优势物种为拟杆菌门(Bacteroidetes)和甲烷八叠球菌属(Methanosarcina)。在餐厨垃圾中添加市政污泥混合厌氧消化能够提高微生物群落的多样性,促进菌种间的协同作用,进而提升产气效率。     

中国沼气产业化发展问题探析

中国沼气工程经过了几十年的发展,无论是厌氧消化技术还是工程建设,都有了十分宝贵的经验,呈现出很好的发展势头,中国的沼气工程建设多为畜禽养殖场自身为解决粪便污水的环保问题而建设,可再生能源的利用和销售只作为企业的辅业,能源的经济效益不显著.     

环境保护上的应用

911015 在橄榄油碾磨厂废水厌氧净化中脂肪酸的检测[英]/Morelli,A.…// Biol.Wastes.-1990,32(4).-253～263[译自DBA,1990,9(15),90-09140]利用一上流式厌氧污泥床(UASB)消化槽和一上流式厌氧固化床消化槽研究了橄榄油碾磨厂废水(与自来水按1∶8稀释)的厌氧消化.测定了废水净化前后所含月桂