添加厨余垃圾对剩余污泥厌氧消化产沼气过程的影响

为提高剩余污泥厌氧消化的沼气产量和甲烷含量,研究了厨余垃圾的不同添加量对剩余污泥厌氧消化性能的影响。结果表明,在35℃下,随着剩余污泥中厨余垃圾添加量的增加,厌氧消化系统中碳氮质量比（C／N）、胞外多聚物（EPS）等生理生化指标均有不同程度的改善。其中当剩余污泥与厨余垃圾质量比为2：1时,混合有机废弃物中沼气产量和甲烷含量均达到最大值,每克挥发性固体（VS）产生了156．56mL沼气,甲烷体积分数为67．52％,分别比剩余污泥单独厌氧消化时的产气量提高了5倍和1．5倍。     

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。     

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。     

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。     

一株丁酸梭菌的分离及其在沼气发酵中的应用

目的:从沼液中分离出1株丁酸梭状芽孢杆菌(C.butyricum),用于沼气发酵原料的预处理,以提高沼气的产气量。方法:运用亨盖特厌氧操作技术分离、筛选,并采用形态学观察、生理生化与16S rDNA序列分析方法确定菌株的分类地位。考察温度、初始pH及接种量等因素对菌株生长的影响。结果:菌株B1为革兰氏阳性厌氧杆菌,芽胞圆形,端生。最佳的种子培养条件是温度、pH和接种量分别为37℃、7.0~8.0、5%。菌株B1与Clostridium butyricum ATCC 19398T的16S rRNA(登录号为AF396963)同源性为99.6%。将菌液与猪粪按比例混合进行丁酸型预发酵处理,预处理后的混合物接种沼液后产气量比对照可提高19.02%。结论:从沼液中成功分离出1株丁酸梭状芽孢杆菌(C.butyricum),为进一步研究其对沼气发酵的影响奠定了基础。     

高效产氢菌株Enterococcus sp. LG1的分离及产氢特性

采用Hungate厌氧培养技术分别从厌氧污泥、好氧污泥及河底泥中分离出12株厌氧产氢细菌,并对其中的Enterococcus sp.LG1(注册号:EU258743)进行了研究.结果表明,该株细菌为专性厌氧菌,经革兰氏染色结果为阴性.通过16S rDNA碱基测序和比对证实,该菌株是目前尚未报道过的1个新菌种,初步确定其细菌学上的分类地位.同时,以灭菌预处理的污泥为底物培养基,对该菌的产氢能力及污泥发酵过程中底物性质变化(SCOD、可溶性蛋白质、总糖和pH值等)进行了探讨.实验结果显示,产氢茵Enterococcus sp.LG1的发酵过程中只有H2和CO2产生,无CH4产生.产气量最高为36.48 mL/g TCOD,氢气含量高达73.5%,为已报道文献中以污泥为底物发酵制氢中之最高.根据污泥发酵产物分析得知,该菌的发酵类行为典型的丁酸型发酵.     

碳氮比对模拟水稻秸秆田间厌氧发酵系统甲烷生产和秸秆降解的影响

利用自制的厌氧发酵装置模拟田间厌氧发酵产生物甲烷的条件,通过添加不同量的尿素,研究C/N对水稻秸秆厌氧发酵产生物甲烷和秸秆降解的影响。设置了C/N为15∶1、20∶1、25∶1、30∶1和对照(53∶1)等五个处理,测定各处理的产气量、甲烷含量和秸秆木质纤维素含量。结果表明C/N对厌氧发酵产气进程有一定影响,峰值出现的时间、峰值的大小在不同处理之间均有差异:以C/N为25∶1的处理峰值出现的最早,较对照早5 d出现;以C/N为20∶1的峰值最高,较对照提高了27. 55%。C/N对厌氧发酵累积产气量和累积甲烷产量有显著影响,以C/N为20∶1的处理累积产气量(4 235. 00 mL)和累积甲烷产量(1526. 34mL)最高,相比对照组的累积产气量和累积甲烷产量分别提高了30. 78%和51. 31%。C/N对水稻秸秆降解也有显著影响。以20∶1和25∶1处理对秸秆降解的效果最好,其中20∶1处理的总降解率、纤维素降解率和半纤维素降解率分别达到了51. 33%、55. 31%和53. 05%,25∶1处理分别为50. 00%、53. 08%和49. 42%。上述结果表明通过添加尿素调节C/N能够提高水稻秸秆厌氧发酵的产生物甲烷效率和促进秸秆降解,以C/N为(20～25)∶1处理的促进效果最好。     

预处理对泔脚发酵产氢的强化研究

采用热(80℃,15 min)预处理的城市生活垃圾厌氧消化污泥为接种物,考察了不同预处理方法对泔脚中温(36℃)批式发酵产氢的影响。Gompertz模型拟合结果表明:微波850 W,4 min与pH9.0下预处理泔脚的发酵产氢延迟时间λ、最大比产氢率、产氢率、生物气中氢气的最高体积分数分别为:3.47 h,9.43 mL/(g.h),186.23 mL/g及46.0%时,具有更大的产氢优越性。泔脚的发酵产氢过程也是一个酸化过程,发酵产氢结束后,4个预处理方案的发酵产氢余物的pH在4.40~5.00之间,pH均有较大幅度的下降。     

玉米秸秆和异Vc钠生产废液固态发酵生产高蛋白饲料研究

以玉米秸秆为原料,以麸皮和异Vc钠生产废液(WEP)为辅料进行生物蛋白饲料固态发酵研究.通过菌种配伍试验,确定了混菌发酵菌种为白地霉、产朊假丝酵母和枯草芽孢杆菌.在此基础上通过单因素优化试验确定了秸秆蛋白饲料的最优发酵条件:以玉米秸秆(5 g)和麸皮(1 g)为基料,4%WEP营养液,固液比1:4(g/mL),初始pH值4.5;以麸皮浸汁作种子培养液,种龄24 h,各菌接种比例为产朊假丝酵母∶白地霉∶枯草芽孢杆菌=3:1:1,接种量2 mL;28℃、静置发酵2 d,在此条件下,秸秆饲料中真蛋白含量为6.21%,比对照提高了23.95%.该研究为秸秆和异Vc钠生产废液的高质化利用提供了新的思路和途径.     

α-氯丙酸脱卤酶发酵条件研究

以从厌氧污泥中分离筛选获得的对α-氯丙酸有高效脱卤能力的微生物菌株W20为出发菌株,对其发酵生产脱卤酶的工艺进行了研究。其产脱卤酶培养基组成为:葡萄糖20.0 g/L,尿素1.0 g/L,酵母膏0.5 g/L,Na2HPO4.12H2O 3.2 g/L,KH2PO41.5 g/L,无水MgSO40.098 g/L,微量元素液10 mL/L,维生素溶液5.0 mL/L。产酶条件为:接种量10%,培养基初始pH7.0,培养温度30℃,装液量80 mL/250 mL摇瓶,摇床转速180 r/min。在以上获得的培养基和培养条件下培养48 h后测酶活,脱卤酶活力达到8.76 U/g干菌体,比在原始条件下提高约10倍。     

Investigation of the mechanism of temperature sensitivity of the electroreceptors of ampullae of lorenzini

In experiments on Black Sea skates (Raja clavata), the potential of the receptor epithelium of the ampullae of Lorenzini and spike activity of single nerve fibers connected to them were investigated during electrical and temperature stimulation. Usually the potential within the canal was between 0 and –2 mV, and the input resistance of the ampulla 250–400 k. Heating of the region of the receptor epithelium was accompanied by a negative wave of potential, an increase in input resistance, and inhibition of spike activity. With worsening of the animal's condition the transepithelial potential became positive (up to +10 mV) but the input resistance of the ampulla during stimulation with a positive current was nonlinear in some cases: a regenerative spike of positive polarity appeared in the channel. During heating, the spike response was sometimes reversed in sign. It is suggested that fluctuations of the transepithelial potential and spike responses to temperature stimulation reflect changes in the potential difference on the basal membrane of the receptor cells, which is described by a relationship of the Nernst's or Goldman's equation type.I. P. Pavlov Institute of Physiology, Academy of Sciences of the USSR, Leningrad. I. M. Sechenov, Institute of Evolutionary Physiology and Biochemistry, Academy of Sciences of the USSR, Leningrad. Pacific Institute of Oceanology, Far Eastern Scientific Center, Academy of Sciences of the USSR, Vladivostok. Translated from Neirofiziologiya, Vol. 12, No. 1, pp. 67–74, January–February, 1980.     

Principles of organization and evolution of systems of regulation of functions

Evolution of living organisms is closely connected with evolution of structure of the system of regulations and its mechanisms. The functional ground of regulations is chemical signalization. As early as in unicellular organisms there is a set of signal mechanisms providing their life activity and orientation in space and time. Subsequent evolution of ways of chemical signalization followed the way of development of delivery pathways of chemical signal and development of mechanisms of its regulation. The mechanism of chemical regulation of the signal interaction is discussed by the example of the specialized system of transduction of signal from neuron to neuron, of effect of hormone on the epithelial cell and modulation of this effect. These mechanisms are considered as the most important ways of the fine and precise adaptation of chemical signalization underlying functioning of physiological systems and organs of the living organism