餐厨垃圾高温菌种对斑马鱼急性毒性与安全评价

目的:研究餐厨垃圾高温菌种对斑马鱼的毒性,为其安全使用提供依据。方法:以具有代表性的水生动物斑马鱼为试材,采用静态法测定餐厨垃圾高温菌种对斑马鱼急性毒性并对其进行安全评价。结果:鱼的半数致死浓度LC50值24、48和96h分别为3400mg/L、3000mg/L和2500mg/L。结论:餐厨垃圾高温菌种对斑马鱼有一定毒性,该研究为餐厨垃圾高温菌种的安全合理使用提供了科学依据。     

餐厨垃圾高温好氧生物减量菌种的筛选及特性

【背景】随着餐厨垃圾产生量的逐步提高,如何实现其快速降解,成为餐厨垃圾处理亟待解决的问题。餐厨垃圾的高温好氧生物减量技术是一种可以快速降解餐厨垃圾的有效方法。【目的】筛选能够适应餐厨垃圾环境且具有高效降解餐厨垃圾中有机物能力的菌株,以提高餐厨垃圾的降解效率和减量效果。【方法】采用温度梯度耐受性实验和餐厨垃圾浸出液高油高盐耐受性实验进行菌种初筛,并利用产酶培养基复筛及餐厨垃圾生物减量实验验证。【结果】通过初筛、复筛和功能验证,最终获得4株生物减量效果优良的菌株N3-1、C7、N3-3和G6-1,其对餐厨垃圾挥发性固体(volatile solid,VS)的降解率分别为36.95%、33.23%、32.83%和31.91%,是对照组的3.02、2.71、2.68和2.61倍。经鉴定,这4株菌分别属于热嗜油地芽孢杆菌(Geobacillus thermoleovorans)、史氏芽孢杆菌(Bacillus smithii)、热解木糖地芽孢杆菌(Geobacillus caldoxylosilyticus)和立陶宛地芽孢杆菌(Geobacillus lituanicus)。【结论】筛选出的4株菌均具有较强的餐厨垃圾原料适应性和高效的生物降解能力,为开发餐厨垃圾高温好氧复合菌剂奠定了基础,并为实现餐厨垃圾减量化、无害化处理和资源化利用提供了技术支持。     

不同投料方式对黑水虻幼虫生长性能的影响

以获得黑水虻Hermetia illucens转化有机废弃物的养殖投喂工艺参数为目标,采用实验室小试模拟试验,以餐厨垃圾为试验原料,研究不同投料方式(1次、2次、3次和4次投料)对黑水虻转化餐厨垃圾过程中幼虫生长性能的影响。结果表明,采用多次投料方式,随着投料次数增加,对转化物料料温波动影响较大,不利于幼虫快速生长;在投虫量和投料量相同条件下,养殖周期为10 d,其中以1次投料处理组的收虫体重、体长、单位面积虫产量为最高,料虫比为最低,与2次投料差异不显著(P>0.05),但与3次、4次投料处理组差异显著(P<0.05);黑水虻转化废弃物前期较低的物料含水率更加有利于虫体生长,而后期物料含水率较高则更为有利。通过生产性能分析发现,从投料回报效果角度考虑生产性能以1次投料为最佳,而从高效率处理餐厨垃圾和投料回报效果两者角度综合分析,生产性能以2次投料为最佳。该结果可为构建黑水虻转化餐厨垃圾标准化生产工艺参数技术体系奠定基础。     

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。     

餐厨垃圾资源化利用技术研究现状及展望

餐厨垃圾产生量大、成分复杂、具有"危害性"和"资源性"的双重属性,随着垃圾分类工作的推进,将餐厨垃圾作为一种生物资源回收其中的资源和能源的研究受到了越来越多的关注。本文介绍了餐厨垃圾的成分特性及预分选方法,对餐厨垃圾厌氧消化、好氧堆肥、生物饲料、昆虫养殖、热处理技术及生物炼制生产高附加值化学品等主要的资源化利用途径进行了分析,并对餐厨垃圾收集及资源化过程中产生的恶臭气体、废水污染问题及处理方法进行了介绍。最后指出餐厨垃圾厌氧消化、昆虫养殖、好氧堆肥及生物饲料技术工业化利用过程中的设备运行的稳定性及其废水和臭气的控制问题仍需进一步的研究。餐厨垃圾热处理过程如何进一步降低能耗及开发高附加值的功能炭材料是未来的重要发展方向,餐厨垃圾生物炼制生产高附加值化学品是实现餐厨垃圾高值化利用的有效途径,也是替代传统化工路线生产化学品的重要路径。总之,采用多技术耦合是实现餐厨垃圾"减量化、无害化、资源化"的有效手段,也是发展我国循环经济发展的必然要求。     

滇池水葫芦固液分离后的沼气发酵研究

在常温下,分离水葫芦为水葫芦渣和水葫芦汁,水葫芦渣与猪粪结合进行批量发酵试验,研究了产气量及原料半纤维素、纤维素、木质素的降解,结果表明原料的产气率为504.04 L/g TS,甲烷含量65%,半纤维素、纤维素降低,木质素升高.对水葫芦汁厌氧发酵的产气及COD降解情况进行了研究,结果表明水葫芦汁的产气潜力为2.192 mL/g,COD降解率达到91.27%.     

西安市餐厨垃圾规范化管理和对策

本文就加强西安市餐厨垃圾管理提出了一些建议和对策,希望对实现西安市餐厨垃圾规范化管理和发展循环经济起到积极作用。     

产油微生物利用餐厨垃圾生产油脂的研究进展

餐厨垃圾中含有丰富的营养物质,经生物转化过程可以合成对人类有用的化学品.某些产油微生物可以处理餐厨垃圾生产油脂,同时合成高附加值代谢产物如多不饱和脂肪酸、角鲨烯和类胡萝卜素等.这不仅能够降低生产成本,而且提高了产物的经济价值,具有极大的工业化应用潜力.文中主要概括了目前餐厨垃圾的处理研究现状,综述了产油微生物发酵餐厨垃...     

亮斑扁角水虻卵共生菌Bacillus velezensis的鉴定和产酶特征及其对幼虫分解餐厨垃圾效率的影响

[目的] 从亮斑扁角水虻（Hermetia illucens L.）卵表筛选得到一株产多种酶的卵表共生菌,对该菌进行鉴定,并探究其最适生长条件、产酶特性及其对幼虫分解餐厨垃圾效率的影响。[方法] 通过多种选择性培养基筛选得到产多种酶的菌株。通过单因素实验方法确定其最适生长条件、产酶特性及其对幼虫分解餐厨垃圾效率的影响。[结果] 经过形态学观察、生理生化鉴定和16S rDNA序列分析,将该株亮斑扁角水虻卵表共生菌命名为贝莱斯芽胞杆菌（Bacillus velezensis EEAM 10B）。最适摇瓶培养条件为：40℃,200 r/min,pH 7.0,酵母浸粉10 g/L,葡萄糖10 g/L,培养16 h活菌数达3.1×10⁹ CFU/mL。进入稳定期后开始形成单端生芽胞,24 h后芽胞形成率95.8%。使用产酶筛选培养基培养结果表明：B.velezensis EEAM 10B菌株产木聚糖酶活性最强,其次是蛋白酶、纤维素酶、果胶酶、淀粉酶和植酸酶。按照1×10⁶ CFU/g用量添加B.velezensis EEAM 10B芽胞制剂到餐厨垃圾中饲养亮斑扁角水虻,B.velezensis EEAM 10B芽胞菌剂能够显著（P<0.05）提高亮斑扁角水虻幼虫对灭菌和非灭菌餐厨垃圾的转化效率,分别为13.4%和13.54%,但物料减少率没有显著差异（P>0.05）;显著提高灭菌餐厨垃圾中幼虫存活率至95%,提高非灭菌餐厨垃圾饲养幼虫的预蛹单重0.1437 g/只,化蛹率92.57%。[结论] B.velezensis EEAM 10B菌株能够产多种酶,且在亮斑扁角水虻处理餐厨废弃物中有潜在应用价值。     

广玉兰树叶中温发酵产沼气潜力的试验研究

为探究植物落叶资源化利用的途径,以废弃的广玉兰树叶为原料,在恒温30℃的条件下进行批量式沼气发酵试验,试验设计1个对照组(120 g接种物)和4个试验组(A1:5%发酵浓度、原料未粉碎;A2:5%发酵浓度、原料粉碎;B1:74%发酵浓度、原料未粉碎;B2:74%发酵浓度、原料粉碎)。试验结果表明,试验组A1、A2、B1和B2的总固体含量产气率分别为278、290、245和253 mL/g·TS,它们的挥发性固体含量产气率分别为355、370、313和/g·VS,废弃的广玉兰叶是一种较好的沼气发酵原料。     

滇池水葫芦固液分离后的沼气发酵研究

在常温下,分离水葫芦为水葫芦渣和水葫芦汁,水葫芦渣与猪粪结合进行批量发酵试验,研究了产气量及原料半纤维素、纤维素、木质素的降解,结果表明：原料的产气率为504．04L/g TS,甲烷含量65％,半纤维素、纤维素降低,木质素升高。对水葫芦汁厌氧发酵的产气及COD降解情况进行了研究,结果表明：水葫芦汁的产气潜力为2．192mL／g,COD降解率达到91．27％。     

贪铜菌利用混合餐厨废油合成聚羟基丁酸酯

餐厨废油是餐厨垃圾处理过程中的附加产物,是一种高含碳量的碳氢化合物.利用贪铜菌(Cupriavidus necator)以混合餐厨废油为单一碳源合成可生物降解塑料——聚羟基丁酸酯(PHB),分析菌株利用餐厨废油合成PHB的最佳条件,并对所合成的PHB进行了性质研究.通过进一步发酵培养,探究对比了不同发酵模式下菌株利用餐...     

黑水虻幼虫处理餐厨垃圾过程中体内养分组成与消化酶活性变化规律的研究

黑水虻Hermetia illucens作为一种新型资源环境昆虫,其幼虫可以处理餐厨垃圾、畜禽粪便、蔬菜残体等各种有机废弃物。幼虫富含蛋白质和油脂,可以作为水产饲料的蛋白来源。本研究探索黑水虻幼虫处理餐厨垃圾过程中其养分组成与消化酶活性变化之间的关系。通过黑水虻幼虫自由取食餐厨垃圾,每日采集样品用于物质养分和消化酶活性的测定。结果显示：黑水虻幼虫粗蛋白含量呈现先下降后上升的变化规律,而幼虫总糖含量呈现先上升后下降的变化规律,粗脂肪含量维持上升的趋势。幼虫处理餐厨垃圾过程中,体内蛋白酶在初期迅速上升,第6天后逐渐下降,而淀粉酶呈现出先缓慢上升再迅速上升最后下降的变化规律。脂肪酶在黑水虻幼虫处理餐厨垃圾前期保持较高的活性然后缓慢下降。同时,通过相关性分析,黑水虻幼虫粗蛋白含量变化与蛋白酶活性没有相关性,而总糖与粗脂肪含量变化分别与淀粉酶、脂肪酶有相关性。因此,部分消化酶活性变化与黑水虻幼虫养分组成具有一定的联系,本研究结果为工厂化养殖黑水虻提供一定的理论基础。     

餐厨垃圾厌氧消化处理主要过程的微生物群落结构分析

【背景】厌氧消化是我国餐厨垃圾处理的主要方法,微生物在其处理过程中起到关键作用,但是目前对其不同工艺单元微生物群落结构的研究较少。【目的】通过分析各工艺单元的微生物多样性与群落结构,为改进餐厨垃圾资源化处理技术、提高资源利用效率提供科学依据。【方法】采集某餐厨垃圾处理厂油水分离、厌氧发酵、沼渣脱水等3个工艺单元产生的废液样品,采用16S rRNA基因高通量测序技术,研究其菌群组成、丰度、优势菌群及其与环境因子的相关性。【结果】初始油水分离样品中的微生物群落种类相对较少,而经厌氧发酵和沼渣脱水处理后样品中的微生物群落种类较丰富。在门水平上,厚壁菌门(Firmicutes)在各单元样品中所占平均比例最高,为81.1%,其次为拟杆菌门(Bacteroidetes)和绿弯菌门(Chloroflexi),分别占15.81%和4.59%;在属水平上,相对丰度较高的菌属为乳酸菌属(Lactobacillus)、互营单胞菌属(Syntrophomonas)等。餐厨垃圾处理过程中的部分菌属可能具有资源-环境双重属性,例如在沼渣脱水单元相对丰度高达32.67%的假单胞菌属(Pseudomonas),该菌属中既存在少部分致病菌或条件致病菌,也具有生产聚羟基脂肪酸酯的功能菌。影响各组样品微生物群落组成结构最显著的因子是p H值,其次是总糖的含量。【结论】研究明确了典型餐厨垃圾厌氧消化处理工艺单元的微生物群落结构和多样性,并提出了优化处理工艺、强化资源利用效率的建议。     

葡萄糖和甘油的酸化发酵方式探究

本研究在序批式反应器中探究了餐厨垃圾中的两种主要基质(葡萄糖和甘油)的发酵产酸方式。实验结果表明,葡萄糖更易被消化分解,且产酸量要高于甘油。葡萄糖的酸化方式以丁酸型为主,在挥发性脂肪酸(VFA)最大产量时,丁酸的比率为43%。而甘油发酵中酸化类型以丙酸型发酵为主,在VFA的最大量时,丙酸的比例为36%。进一步研究表明,两种基质发酵均能造成酸的过度积累,进而抑制产甲烷菌的活性,造成甲烷产量下降。     

外接堆肥微生物在餐厨废弃物好氧堆肥中的应用

微生物是堆肥过程的主要驱动力,其群落在堆肥过程中不断演替,进而影响好氧发酵进程和堆肥的品质。大量研究表明：接种外源微生物可促进堆肥进程,加快有机物分解和堆肥腐熟,消解抗生素等有害物质等作用。餐厨废弃物油脂、盐、水含量高和易酸化等问题会影响好氧发酵过程中微生物的活动。通过特定样品的富集驯化、选择性培养,并结合先进的分子生物学技术,筛选具有不同降解功能的菌株,并以此为基础构建的微生物菌剂能够一定程度上克服餐厨废弃物用于好氧堆肥的限制性问题。主要阐述了餐厨废弃物好氧发酵过程中微生物菌群的演替规律,构建微生物菌剂的菌种类型及功能和不同菌剂对好氧发酵的作用及潜在影响机制,以期能够为相关微生物强化技术的研发提供一些参考。     

餐厨垃圾厌氧消化产沼气过程中酶学表征

厌氧消化产沼气被认为是餐厨垃圾资源化利用的有效方式之一,其实质是在多种微生物综合作用下的生物化学过程.本文研究了在促进和抑制性因子作用下,餐厨垃圾厌氧发酵的酶学过程,对其中的脱氢酶和水解酶(β-葡萄糖苷酶,BAA-蛋白水解酶,碱性磷酸酶)活性变化进行了分析.研究表明,与空白对照组相比添加酵母粉后脱氢酶的最高活性提高了8...     

褐煤强化产甲烷菌群的群落分析及条件优化

【目的】以白音华褐煤为底物,利用从我国多地煤矿及污水处理厌氧罐中富集-混合-驯化得到的高效混合菌群进行产气,分析其群落组成并优化产气条件。【方法】采用Miseq高通量测序分析混合菌群结构,通过Plackett-Burman(P-B)和Box-Behnken(B-B)试验对褐煤产气影响因素和条件进行筛选和优化。【结果】本源和外源微生物样本混合样品(HN+MD+WT)经驯化后菌群产气效率最高。该样品菌群中细菌群落多样性丰富,以变形菌门的脱硫弧菌属Desulfovibrio(15.07%)、拟杆菌门的屠场杆状菌属Macellibacteroides(14.6%)、厚壁菌门的梭菌属Clostridiaceae(9.77%)、互营菌门的脱硫代硫酸盐弧菌属Dethiosulfovibrio(8.76%)以及热袍菌门Oceanotoga属(8.66%)为主。古菌全部为广古菌门,其群落多样性则较为单一,其中甲烷卵圆形菌属Methanocalculus(80.28%)占据绝对优势。Plackett-Burman(P-B)试验结果表明温度、CoCl_2添加量和NiCl_2添加量是影响褐煤产气的关键因素;Box-Behnken(B-B)试验结果表明最优产气条件为:温度36°C,CoCl_2添加量0.17 g/L,NiCl_2添加量0.02 g/L,最优条件下褐煤累计产甲烷量(周期20 d)达到159.33μmol/g。【结论】经过驯化可以得到高效的产气菌群,优化培养条件可使产气效率明显提高。     

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。