厌氧消化器中的甲烷氧化菌

自产沼气的厌氧消化器中分离到两株甲烷氧化菌。对这类菌在厌氧消化器中的数量变化及其对产甲烷菌生成甲烷活性的影响作了初步探讨。     

丁酸盐降解菌和氢营养菌共培养物的研究

采用Hungate厌氧技术,对处理屠宰和咛檬酸废水的两个实验室厌氧消化器中的丁酸降解蓖和氢营养菌进行了研究。观察到两个消化器中的丁酸盐降解菌的组成相同。丁酸盐转化为甲烷的过理由四种细菌共同完成。其中包括一种降解丁酸盐的产氢产乙酸细菌和一种利用乙酸盐的产甲烷菌,以及两种形态完全不同的利用H2／CO2的产甲烷菌。对分离到的一株丁酸盐降解菌SBI 菌株的鉴定表明,该菌应属沃而夫氏互营单胞菌(Syntrophomonas walfei)。     

厌氧消化器中微生物生态学的研究

应用一套自行设计的以豆腐废水为原料实验性的半连续化的厌氧消化器可将甲烷发酵的各个阶段分开。从中分离到占优势和重要的水解和发酵性细菌、产氢产乙酸细菌和产甲烷细菌。艰解和发酵性细菌经鉴定是乳杆菌盾、链球菌属、双岐杆菌属、梭状芽孢杆菌属、丙酸杆菌属和螺旋体等属的细菌,其中有些菌株是上述属中的新种。产氢产乙酸细菌是氧化丁酸盐菌,初始分离时与氧化丁酸盐菌相配合的利用氢的细菌是消化器中的一种特有的产甲烷球菌。分离到的产甲烷细菌中有4个已知的种,还发现一个新种。本文还对上述细菌利用豆腐废水生成甲烷的一系列生化反应进行了归纳小结。从豆腐废水厌氧消化器中发现了一些未报道过的细菌新种,说明这样的微生物生态系是前人未曾研究过的。     

厌氧降解丁酸共培养物中产氢产乙酸细菌与产甲烷细菌的分离与再组合

由处理啤酒厂废水的厌氧消化器颗粒污泥中分离和纯化了一个能厌氧降解丁酸产生甲烷的共培养物BF2。共培养物BF2可降解包括异丁酸在内的含4～18个碳原子的脂肪酸,最适生长温度37℃,最适pH7.7。以巴豆酸为底物,成功地将共培养物BF2分离为专性质子还原产乙酸细菌沃尔夫互营单胞菌嗜脂肪亚种菌株CF2和产甲烷细菌甲酸甲烷杆菌菌株MF2两个纯培养,将它们再组合后仍可降解丁酸。菌株CF2与亨氏甲烷螺菌、布氏甲烷短杆菌菌株1125、甲酸甲烷杆菌菌株1535和普通脱硫弧菌G11组合成人工共培养物,可以厌氧降解丁酸。     

厌氧降解丁酸共培养物中产氢产乙酸细菌与产甲烷细菌的分离与再组合

由处理啤酒厂废水的厌氧消化器颗粒污泥中分离和纯化了一个能厌氧降解丁酸产生甲烷的共培养物BF2。共培养物BF2可降解包括异丁酸在内的含4～18个碳原子的脂肪酸,最适生长温度37℃,最适pH7.7。以巴豆酸为底物,成功地将共培养物BF2分离为专性质子还原产乙酸细菌沃尔夫互营单胞菌嗜脂肪亚种菌株CF2和产甲烷细菌甲酸甲烷杆菌菌株MF2两个纯培养,将它们再组合后仍可降解丁酸。菌株CF2与亨氏甲烷螺菌、布氏甲烷短杆菌菌株1125、甲酸甲烷杆菌菌株1535和普通脱硫弧菌G11组合成人工共培养物,可以厌氧降解丁酸。     

厌氧真菌和甲烷菌共培养的研究进展

厌氧真菌是自然界中降解植物纤维素类物质最高效的微生物之一.近年来,大量厌氧真菌和甲烷菌共培养菌株被分离.共培养中,甲烷菌通过对厌氧真菌代谢产物的利用显著提高厌氧真菌对木质纤维素的降解;厌氧真菌通过为甲烷菌提供能量和营养物质使甲烷菌快速生成大量甲烷.全面深入地了解共培养中两者的互作关系以及共培养降解木质纤维素产甲烷的特性...     

瘤胃降解粗纤维产甲烷的厌氧真菌与甲烷菌共培养物的分离鉴定

【目的】本试验从瘤胃中分离鉴定降解粗纤维产甲烷的厌氧真菌与甲烷菌共培养物,为深入探究甲烷菌对厌氧真菌代谢途径的影响及相关调节机制奠定基础。【方法】利用厌氧滚管技术从荷斯坦奶牛瘤胃内容物中分离厌氧真菌与甲烷菌共培养物,通过形态学观察和DAPI染色以及甲烷菌16S rRNA基因序列分析方法分别对厌氧真菌及甲烷菌进行鉴定。【结果】从荷斯坦奶牛瘤胃中共分离到28株厌氧真菌与甲烷菌共培养物。共培养物中的厌氧真菌均为单中心菌株,分别属于Piromyces,Neocallimastix和Caeomyces属,所占百分比为53.57%,42.86%及3.57%。甲烷菌16S rRNA基因序列分析结果表明,共培养物中的甲烷菌均为甲烷短杆菌。本研究共获得四种不同的厌氧真菌与甲烷菌组合,分别为Piromyces/类Methanobrevibacter olleyae菌株,Neocallimastix/类Methanobrevibacter olleyae菌株,Neocallimastix/类Methanobrevibacter thaueri菌株及Caecomyces/类Methanobrevibacter olleyae菌株,分别占总数的53.57%,39.29%,3.57%及3.57%。【结论】分离得到的28株厌氧真菌和甲烷菌共培养物中,占优势的为具有丰富丝状假根的厌氧真菌Piromyces和Neocallimastix以及类Methanobrevibacter olleyae属的甲烷短杆菌。本研究为进一步研究瘤胃内厌氧真菌与甲烷菌相互代谢关系奠定基础。     

生物沼气厌氧废水的处理

<正> 近年来,对于采用生物沼气厌氧废水处理法来处理废水越来越引起重视。生物沼气系统实际是一种升流或厌氧污泥覆盖法。在消化器的顶部具有取得专利的网状挡板,以便使固相、液相和气相得以分离。据报道,近年来按生物沼气法已经建成和正在建成的装置共有25所,其反应器的体积为6～5500立方米。厌氧处理法的特点能够产生沼气,其活性微生物都是厌氧菌,其中关键性微生物是甲烷菌。对有机物的厌氧性降解是分阶段进行的,即     

用多级厌氧消化器处理豆腐废水

本文报道用自行设计的实验室规模的多级厌氧消化器处理豆腐废水的实验结果。消化器总容积5L,进水COD为f4000—28000m g／L,发酵温度30℃,COD去除率可达98％左右,每去除lg c0D可产沼气o．42～0．65L,其中甲烷含量53％以上。     

甲烷氧化菌及其在环境治理中的应用

甲烷的生物氧化包括好氧氧化和厌氧氧化两种,分别由好氧甲烷氧化菌和厌氧甲烷氧化菌完成.由于该过程是减少自然环境中温室气体甲烷排放的重要途径,越来越受到各国学者的重视.本文主要对当前甲烷氧化菌的研究现状进行了综述,对好氧甲烷氧化菌的种类、参与氧化甲烷的关键酶,厌氧甲烷氧化菌的种类、参与的微生物菌种以及氧化机理进行了论述,并对这两类微生物在温室气体减排、污染物治理、废水生物脱氮、硫及金属元素回收等方面的应用现状及前景进行了分析.     

三硝酸丙三酯对厌氧真菌和甲烷菌代谢产物、纤维水解酶活性及菌群丰度的影响

【背景】近年来硝酸酯化合物抑制瘤胃甲烷生成的能力受到广泛关注,但鲜有研究关注其对瘤胃内主要纤维降解菌——厌氧真菌的影响。【目的】研究三硝酸丙三酯(Nitroglycerin,NG)对厌氧真菌和甲烷菌活性和代谢的影响。【方法】利用厌氧真菌(Piromyces sp.F1)纯培养及与甲烷菌共培养(Piromyces sp.F1+Methanobrevibacter sp.),比较不同剂量NG(0.0、6.6、13.2和19.8μmol/L)对厌氧真菌和甲烷菌的代谢终产物、主要纤维水解酶活性及菌群丰度的影响。【结果】厌氧真菌共培养组中,6.6μmol/L NG完全抑制了甲烷的生成,积累了氢气和甲酸(P0.05),降低了乙酸浓度以及木聚糖酶和羧甲基纤维素酶活性(P0.05),但未显著影响厌氧真菌和甲烷菌的丰度(P0.05)。厌氧真菌纯培养组中,6.6μmol/L NG显著降低了甲酸、乙酸、乙醇、木聚糖酶和羧甲基纤维素酶活性(P0.05),但总产气量和氢气产量没有显著差异(P0.05)。在2个培养体系中,随着剂量的升高,NG对厌氧真菌和甲烷菌的抑制增强。【结论】NG能够抑制甲烷菌的活性,但对厌氧真菌也有抑制作用。     

土壤中甲烷厌氧氧化菌多样性的分子检测

甲烷厌氧氧化作用是减少海洋底泥甲烷释放的重要生物地球化学过程,然而在陆地生态系统中甲烷厌氧氧化作用及其功能菌群的生态功能仍然不确定。对甲烷厌氧氧化菌多样性的研究可为减少甲烷排放提供重要科学依据。与传统的分离培养方法比较,分子检测方法是一种更为快速和高效的研究手段,可直接和全面的反映参与甲烷厌氧氧化作用的功能微生物。以DNA分子标记物为研究对象,重点探讨三类主要的分子标记基因,即16S rRNA,mcr A和pmo A,所采用的相关探针和引物信息,同时从定性和定量两个角度综述土壤甲烷厌氧氧化菌的多样性研究的主要进展,最后提出厌氧甲烷氧化菌多样性研究中存在的一些问题和相应的解决思路。     

管道厌氧消化器反应过程模型的研究

管道厌氧消化器是一种由若干管节横向串联组装而成的新型厌氧消化工艺。本文在分析管道厌氧消化器的流动状态和基质降解动力学的基础上,建立了管道厌氧消化器反应过程模型——离散模型。用实验值作了模型参数估值。模型模拟管道厌氧消化器过程结果表明,模型计算值与实验值拟合良好,误差为7％左右,模型用作预测,其结果是可信的。     

环境保护及农业废物利用

921582采用生物膜反应器大规模厌级一好权处理复杂的工业废水〔英〕/Heijnen,J.J。…了Water Sei.Teehnol一1991,23(7~9)一142了一1436〔译自DBA,xggi,10(15),91一10832〕 在厌氧两段流化床消化器内,以中试规模和实际工业规模处理废水,产生甲烷,在好氧空气提升式悬浮发酵罐中处理厌氧排出液(含有镶和硫化物),生产硝酸盐和硫酸盐。处理过程的各阶段都在悬浮载体物上形成生物膜。厌氧消化器完全密封,避免有害物质的散发。消化器含分布、消化、分离以及气体积累各部分(在。.sbar压力下),产生的生物气排人锅炉房。载体是由砂状物构成。大观…     

共存甲烷短杆菌Methanobrevibacter thaueri F1提高梨囊鞭菌Piromyces sp. F1对硝呋烯腙的耐受性

【背景】硝呋烯腙能够抑制厌氧真菌。共存甲烷菌可以促进厌氧真菌的生长以及对木质纤维素的降解,然而关于共存甲烷菌对厌氧真菌抗逆性影响的研究较少。【目的】旨在研究甲烷菌共存对厌氧真菌耐受硝呋烯腙的影响。【方法】采用体外批次培养,以稻草为底物,添加不同浓度的硝呋烯腙(0、5、10、25 mg/L),分别接种厌氧真菌纯培养和厌氧真菌与甲烷菌共培养悬浮液,于39°C静置培养96 h。测定不同时间点的产气量和甲烷产量,结束后测定p H、干物质降解率(DMD)、中性洗涤纤维消失率(NDFD)、半纤维素消失率(ADSD)、酸性洗涤纤维消失率(ADFD)以及上清液中甲酸、乳酸和乙酸的浓度。【结果】添加5、10和25 mg/L硝呋烯腙皆显著降低了厌氧真菌纯培养的发酵活性(P0.05);添加5 mg/L硝呋烯腙没有显著降低厌氧真菌与甲烷菌共培养的发酵活性(P0.05),添加10和25 mg/L硝呋烯腙则显著降低了共培养发酵活性(P0.05);比较5、10 mg/L硝呋烯腙对纯培养和共培养发酵活性影响的结果表明,共培养发酵活性显著高于纯培养发酵活性(P0.05)。【结论】硝呋烯腙对厌氧真菌纯培养和厌氧真菌与甲烷菌共培养的抑制作用都存在剂量效应,在一定添加浓度范围内(25 mg/L),甲烷菌共存可以显著提高厌氧真菌对硝呋烯腙的耐受性。     

陆地生态系统甲烷产生和氧化过程的微生物机理

陆地生态系统存在许多常年性或季节性缺氧环境,如:湿地、水稻土、湖泊沉积物、动物瘤胃、垃圾填埋场和厌氧生物反应器等。每年有大量有机物质进入这些环境,在缺氧条件下发生厌氧分解。甲烷是有机质厌氧分解的最终产物。产生的甲烷气体可通过缺氧-有氧界面释放到大气,产生温室效应,是重要的温室气体。产甲烷过程是缺氧环境中有机质分解的核心环节,而甲烷氧化是缺氧-有氧界面的重要微生物过程。甲烷的产生和氧化过程共同调控大气甲烷浓度,是全球碳循环不可分割的组成部分。对陆地生态系统甲烷产生和氧化过程的微生物机理研究进展进行了概要回顾和综述。主要内容包括:新型产甲烷古菌即第六和第七目产甲烷古菌和嗜冷嗜酸产甲烷古菌的发现;短链脂肪酸中间产物互营氧化过程与直接种间电子传递机制;新型甲烷氧化菌包括厌氧甲烷氧化菌和疣微菌属好氧甲烷氧化菌的发现;甲烷氧化菌生理生态与环境适应的新机制。这些研究进展显著拓展了人们对陆地生态系统甲烷产生和氧化机理的认识和理解。随着新一代土壤微生物研究技术的发展与应用,甲烷产生和氧化微生物研究领域将面临更多机遇和挑战,对未来发展趋势做了展望。     

一种厌氧真菌共培养甲烷菌株的分离及其甲烷生产特性解析

【背景】开发生物甲烷资源是减轻化石燃料供求紧张的有效措施,而秸秆类原料的预处理及甲烷生产方法需要不断创新,从而进一步满足可持续发展。厌氧真菌与甲烷菌共培养能够通过假根侵入及纤维降解酶双重预处理秸秆并生产甲烷,但目前全世界被报道的骆驼胃肠道来源的厌氧真菌分离培养物仅有1株。【目的】从新疆准噶尔双峰驼瘤胃内容物中分离出新型厌氧真菌和甲烷菌共培养物,研究其在降解秸秆并联合生产生物甲烷方面的应用潜力。【方法】采用Hungate滚管纯化技术将从骆驼胃肠道中分离的厌氧真菌和甲烷菌共培养,对其进行形态学及分子学鉴定,随后厌氧发酵5种底物(稻秸、芦苇、构树叶、苜蓿秆和草木樨),研究产甲烷量、降解效果及主要代谢产物等方面的特性。【结果】筛选到的共培养物中的厌氧真菌为Oontomyces sp. CR1,甲烷菌为Methanobrevibacter sp. CR1。其在降解稻秸时表现出最高的木聚糖酶酶活力(21.64 IU/mL)及甲烷产量(143.39 mL/g-DM),甲烷生产特性较分离自其他动物宿主的厌氧真菌共培养物更优。【结论】共培养厌氧真菌与甲烷菌菌株CR1是一种新型高效降解菌株资源,其在利用木质纤维素生物质生产生物甲烷方面具有良好的应用前景。     

能源上的应用

植物结构聚合物水解成比较小的单位是生物产甲烷的最初步骤。有代表性的木聚糖分解细菌是从厌氧消化器中分离出来的。通过将系列稀释的样品直接植板在含木聚糖作唯一碳源的无机盐培养基上,从填装紫狼尾草的厌氧发酵器得到了6株分解木聚糖的菌株。已鉴定为溶纤维丁酸弧菌(Butyrivi-biro fibrisolvens),2株最活跃的降解木聚糖的分离菌(GS112和 GS113)与以前     

一个甲烷杆菌新种的描述和系统分类学研究

从清华大学环境科学系处理北京啤酒厂污水的厌氧消化器中分离到一株产甲烷菌菌株Px1。其菌体形态为弯曲杆状 ,淡黄色菌落 ,只利用H2 +CO2 产生甲烷。通过生理、形态、结构特征与 1 6SrDNA序列的同源性分析 ,表明菌株Px1是甲烷杆菌属中一个与其它成员不同的新种 ,命名为弯曲甲烷杆菌 (Methanobacteriumcurvumsp .nov .)。     

硝酸盐和硫酸盐厌氧氧化甲烷途径及氧化菌群

甲烷属于温室气体,厌氧氧化甲烷有效地减少了大气环境中甲烷的含量。依据吉布斯自由能变,以SO42、Mn4+、Fe3+、NO3等作为电子受体,厌氧条件下甲烷可以转化为CO2。重点阐述以SO42和NO3为电子受体时甲烷厌氧氧化的机理、反应发生的环境条件以及甲烷厌氧氧化菌的特点。针对目前研究存在的主要问题,提出了今后的发展方向。SO42为电子受体时,甲烷厌氧氧化的可能途径包括:逆甲烷生成途径、乙酰生成途径以及甲基生成途径。甲烷的好氧或厌氧氧化协同反硝化是以NO3为电子受体的甲烷氧化的可能途径。环境中的甲烷、硫酸盐或硝酸盐的浓度,有机质的数量,以及环境条件对甲烷的厌氧氧化有显著影响。