进料有机负荷及回流比对餐厨垃圾协同水葫芦发酵产氢的影响研究

有机固体废物进行多组分协同厌氧发酵可以产生清洁能源气体,从而达到资源化处理的目的.本文通过设置不同进料有机负荷及回流比,分析餐厨垃圾协同水葫芦厌氧产氢过程中产气量、氢气含量、SCOD、挥发性脂肪酸(VFAs)、pH及氨氮(NH⁺-N)各参数的变化.结果显示,高有机负荷和高回流比会导致系统的VFAs累积,使系统pH值降到5.0以下;进料有机负荷对于餐厨垃圾协同水葫芦厌氧产氢的影响更大,系统内的氨氮浓度及SCOD浓度均与进料有机负荷呈正相关;当进料有机负荷为10 kg·m^-3·d^-1、回流比为30%时,系统产氢效果最好,累计产气量为80 946 m L,氢气含量为35.83%.本研究结果可为有机固体废物资源化处理提供参考.     

餐厨垃圾与市政污泥共消化厌氧产氢研究

为探求高温(55℃)、高含固率(20％)条件下餐厨垃圾和市政污泥共消化厌氧产氢的性能, 将餐厨垃圾与市政污泥按挥发性固体(VS)质量比(1:1、2:1、3:1、4:1、5:1)混合进行共消化厌氧产氢实验, 观察不同比例混合物料厌氧产氢系统内的pH、挥发性脂肪酸(VFAs)和氨氮的变化, 以及单位VS产气量和氢气的体积分数. 结果表明, 餐厨垃圾与市政污泥混合共消化厌氧能取得较好的产氢效果. 当餐厨垃圾与市政污泥的物料比为3:1时, 厌氧系统单位VS产气量和氢气体积分数均达到最大值, 分别为118.2mL·g-1 VS和37.47％; 各比例混合物料在整个厌氧产氢过程中系统均运行良好, 未出现系统“酸中毒”或失败的现象.     

餐厨垃圾厌氧干发酵产甲烷试验研究

为了探索餐厨垃圾高温干发酵的稳定性运行条件, 采用经三相分离后的餐厨垃圾为原料, 发酵罐污泥为接种污泥, 在高温干式条件下开展连续厌氧发酵产甲烷试验研究. 结果表明, 餐厨垃圾厌氧发酵产甲烷的最佳容积负荷为·(m3·d)-1, 容积产气率为·(m3·d)-1, 原料产气率为·(kg·d)-1, 甲烷体积分数为52.82%. 该厌氧干发酵产甲烷工艺可实现高温度、高含固率且高负荷条件下的稳定运行.     

餐厨垃圾协同市政污泥厌氧产氢产甲烷研究

以热处理后的餐厨垃圾和市政污泥为底物, 采用高温两相厌氧发酵工艺, 在外加热源条件下, 研究不同进料负荷(OLR)对两相厌氧产氢、产甲烷系统的产气性能影响. 结果表明 随着产氢相OLR的增加, 系统平均VS产气率、氢气体积分数、容积产气率呈先升后降的趋势, 并在OLR为·(L·d)-1时取得最大值, 分别为·g-1、 45.61%和·(L·d)-1; 当产甲烷相OLR为·(L·d)-1时, 甲烷体积分数最大, 为49.54%, 当产甲烷相OLR为·(L·d)-1, 系统平均VS产气率和最大容积产气率最大, 分别为·g-1和·(L·d)-1, 且此时两相系统VS去除率与能量产率最高, 分别为65.37%和30.93kJ·L-1. 因此, 高温、高含固率餐厨垃圾协同市政污泥厌氧两相产氢产甲烷不仅能同时获得产量与体积分数均较高的氢气与甲烷, 而且能够有较高的VS去除率.     

一株嗜温高效产氢细菌Clostridium sp.08-1的分离鉴定与产氢特征

从10L连续搅拌式罐式反应器(CSTR)中分离得到1株嗜温高效产氢菌株08-1.根据菌株的形态特征和16S rDNA序列结果分析,初步鉴定菌株08-1属于Clostridium sp..同时还进一步研究了温度、pH值控制、底物浓度和种类对菌株08-1产氢的影响.结果表明.该菌株更适合利用蔗糖或成分复杂的生物质木薯粉以及废弃物厨余垃圾生长及产氢,最适产氢温度为40℃,产氢系统pH值控制在5.5时获得最大产氢量.在间歇发酵中,蔗糖浓度为20 g/L,控制温度40℃,pH值5.5,搅拌速度100 r/min时实现最大产氢速率为245 mL·(L·h)~(-1),最大产氢量达到3.06 mol.该菌株在生物制氢中具有潜在的应用价值.     

通风量对餐厨垃圾堆肥中氮素转化及N2O释放的影响

通风量对餐厨垃圾好氧堆肥过程中氮素的演变和氧化亚氮(N2O)释放均有重要影响. 研究以通风量作为影响因子, 设置3组初始温度均为35℃的餐厨垃圾好氧堆肥化实验, 其通风量分别为(A)0.2L·min-1、(B)0.4L·min-1、(C)0.6L·min-1, 分析餐厨垃圾堆肥过程中温度、pH、NH4+-N、NO3--N和N2O等参数变化. 结果表明 B、C组堆肥均能在50℃保持5d以上; B、C组氧容量在10.87%~18.62%之间能够满足微生物活动需要; 3组实验结束时的pH值在7.32~8.10之间, 符合相关堆肥产品的要求; 各组NH4+-N与NO3--N含量分别为0.48、0.68、0.52g·kg-1和0.09、0.12、0.11g·kg-1; 各组N2O总排放量为464.07、293.92、313.99g. 综上所得, 通风量0.4L·min-1能够较好地促进生化反应过程, 对氮素进行有效地矿化与保留, 对N2O排放取得相对明显的控制效果, 可为N2O减排提供参考依据.     

产氢细菌的分离鉴定和条件

从啤酒厂活性污泥中筛选获得一株Bacillussp.以模拟有机废水为底物进行该菌株产氢条件的研究。结果表明,适宜产氢温度为29℃,适宜初始pH值为7,适宜菌体浓度为OD610=0.3,适宜含氧量小于0.63%。在上述所有的适宜条件下,该菌株最大产氢速率达到75.3mmol·d-1·g-1Pro。     

受污染水稻秸秆热解产物中镉含量及溶出性研究

以镉污染土种植水稻秸秆为原料, 通过500℃不同时间(10~720min)处理制备秸秆热解产物(生物炭和秸秆灰), 测定产物中镉的含量及其溶出性. 结果表明, 水稻秸秆经热解处理后挥发镉总量的29.6%~48.4%; 样品产率随热解时间的增加而下降; 单位质量生物炭和秸秆灰中镉含量为2.35~7.05mg·kg-1和15.0~16.4mg·kg-1, 分别是水稻秸秆中镉含量(0.948mg·kg-1)的2.5~7.4倍和15.8~17.3倍; 通过不同提取剂得到镉溶出率由低到高依次为0%~43.2%(采用0.01mol·L-1 CaCl2提取)、0%~44.3%(采用Toxicity Characteristic Leaching Procedure提取)、28.8%~58.8%(采用1mol·L-1 pH5.0乙酸-乙酸钠单次提取)、35.1%~98.4%(采用1mol·L-1 pH5.0乙酸-乙酸钠连续4次提取); 随着热处理时间的延长, 样品中镉溶出率逐渐降低; 由于热解过程中镉的挥发和形态转变, 水稻秸秆转变为生物炭和秸秆灰后镉的可溶出总量(采用1mol·L-1 pH5.0乙酸-乙酸钠连续4次提取)由0.933mg·kg-1降至0.223~0.384mg·kg-1, 表明受镉污染的水稻秸秆热解转化为生物炭和秸秆灰可以有效缓解镉潜在的溶出风险.     

处理涤纶仿真丝绸印染废水的膨胀颗粒污泥床的启动

采用膨胀颗粒污泥床(EGSB)处理涤纶仿真丝绸印染废水,通过污泥负荷和水力负荷的递增来启动反应器,从活性污泥性状和反应器性能两方面考察启动过程.活性污泥依次经历絮状、膨胀、细粒化和成熟颗粒四个阶段,反应器性能与此相应变化,有机物去除率和产气率逐渐提高且趋于稳定.结果表明,EGSB处理涤纶仿真丝绸印染废水的启动过程用了50 d左右,启动后形成的颗粒污泥床层占反应器有效容积的25%和污泥量的65%左右,COD去除率为57%～64%,产气率为0.12～0.17 m3·(kgCOD)-1.污泥的分化与颗粒化、稳定的有机物去除率与产气率是反应器完成启动的标志.     

污泥基陶土填料应用于生物滞留系统的效果研究

以污泥基陶土组成填料柱模拟生物滞留设施,研究其对径流削减、峰值滞后、污染物去除的效果,并与普通陶粒和砾石填料柱进行对比.结果表明,在重现期分别为0.1,1,5,10,50 a的降雨强度下,污泥基陶土填料柱能有效削减径流量20%~80%,滞后径流峰值出现时间8~40 min,削减峰值3.25%~12.9%,明显优于陶粒和砾石填料柱.重现期为1 a时,污泥基陶土填料柱比其他2组峰值出现时间滞后约25 min,径流量和峰值削减54%和6.25%;水力负荷为0.5 m3·m-2·d-1时,在不同进水浓度下,污泥基陶土填料柱的CODCr最大去除率比陶粒和砾石填料柱分别提高28%~44%和48%~65%;对NH4+-N的处理效果与陶粒填料柱相差不大,当进水浓度偏低时,比砾石填料柱处理效果更佳.     

城市生活垃圾卧式气流分选的设计研究

卧式气流分选机是生活垃圾分选过程中常用的设备,但国内对其研究很少.本实验通过自行设计的分选机(处理量100kg·d-1),对卧式气流分选机分选基本规律进行研究表明,风选机中挡板的存在对分选效果产生不利影响.在无挡板的条件下,对于单物质纸的分选效果表明,风机角度的增大、风速的提高有助于分选效率的提高.在纸、塑料和纤维3种物质中,塑料更易分选,而纸和纤维的混合物,分离效果差.     

开孔薄壁钢梁-轻骨料混凝土组合楼板火灾后受力性能研究

针对一种由冷弯卷边H型开孔薄壁钢梁和轻骨料混凝土预制板装配而成的新型轻质组合楼板, 对一组两端简支的组合楼板试件开展了烃类火灾作用后的力学性能试验研究. 结果表明, 承担2kN?m-2均布荷载的组合楼板试件在遭受600℃烃类火灾作用后, 仍具有较高的承载能力和整体刚度. 在4kN?m-2的均布荷载作用下, 火灾后损伤最严重的组合楼板试件的跨中挠度仍小于L/400, 且未见混凝土的进一步开裂. 试验结果表明, 薄壁钢梁腹板开孔形式及抗剪键的数量对火灾后组合楼板的整体刚度和受力性能有明显影响, 从提高组合楼板整体刚度的角度考虑, 对主钢梁腹板的开孔宜首选孔径大、数量少的分布形态, 同时适当增加抗剪键数量.     

鱿鱼酱发酵乳酸菌选择与生产工艺优化

以鱿鱼为原料,通过乳酸菌发酵制造具有良好风味与营养价值的鱿鱼酱产品,并通过快速发酵实现鱿鱼酱产品质量和风味的稳定控制.比较前期初筛的乳酸菌蛋白酶活性,在确定发酵乳杆菌(Lf01)和短乳杆菌(Lb-1)的活性优势后,进一步探究其产酸、耐盐、耐香辛料和耐酒精特性,确定发酵辅料的添加量.采用响应面优化方法,研究了复合菌发酵的最佳接种量、发酵时间和发酵温度,得到了鱿鱼酱最适发酵条件为35℃下发酵24 h,添加1.0%的发酵乳杆菌和短乳杆菌复合发酵剂,菌种比例1:1,接种量为2.4×10⁸ CFU·g^-1,所得产品的品质、色泽和风味最佳.研究结果可为海洋鱿鱼的发酵加工提供理论基础.     

蛋清溶菌酶基因的密码子优化及其在毕赤酵母中的分泌表达

作为一种天然的抑菌物质,溶菌酶对抗生素耐药菌有较强的杀伤作用，具有无耐药性、无残留等特点，被认为在诸如动物饲料、药品等领域可有效代替抗生素，改善滥用抗生素所引起的一系列问题，市场前景巨大。通过微生物发酵大规模生产重组溶菌酶符合市场发展趋势，由于目前生产的菌株表达量偏低，限制了溶菌酶的应用和产业化发展。为提高蛋清溶菌酶的发酵表达量，根据毕赤酵母密码子的偏爱性,对其编码基因进行密码子优化，并构建了真核分泌表达载体pPIC9K-coEWL，经遗传霉素G418抗性筛选后，获得了一株酵母转化子(G-p-coEWL)，其对G418的抗性浓度高达15 mg·mL^-1。在28℃、pH 6.0、转速240 r·min^-1和甲醇浓度1%的诱导条件下,酵母重组子G-p-coEWL经摇瓶培养72 h，实现了蛋清溶菌酶的分泌表达。在发酵上清液中，总蛋白浓度为 607 mg·L^-1，酶活达到677 U·mL^-1。此外，本实验还比较了葡聚糖凝胶柱Sephadex G-50和强酸性阳离子交换柱SP-Sepharose FF两种方法对目的蛋白的分离效果,得到 Sephadex G-50的分离效果更好，并在14.4 kDa处得到单一的溶菌酶条带。     

蛋清溶菌酶基因的密码子优化及其在毕赤酵母中的分泌表达

作为一种天然的抑菌物质,溶菌酶对抗生素耐药菌有较强的杀伤作用，具有无耐药性、无残留等特点，被认为在诸如动物饲料、药品等领域可有效代替抗生素，改善滥用抗生素所引起的一系列问题，市场前景巨大。通过微生物发酵大规模生产重组溶菌酶符合市场发展趋势，由于目前生产的菌株表达量偏低，限制了溶菌酶的应用和产业化发展。为提高蛋清溶菌酶的发酵表达量，根据毕赤酵母密码子的偏爱性,对其编码基因进行密码子优化，并构建了真核分泌表达载体pPIC9K-coEWL，经遗传霉素G418抗性筛选后，获得了一株酵母转化子(G-p-coEWL)，其对G418的抗性浓度高达15 mg·mL^-1。在28℃、pH 6.0、转速240 r·min^-1和甲醇浓度1%的诱导条件下,酵母重组子G-p-coEWL经摇瓶培养72 h，实现了蛋清溶菌酶的分泌表达。在发酵上清液中，总蛋白浓度为 607 mg·L^-1，酶活达到677 U·mL^-1。此外，本实验还比较了葡聚糖凝胶柱Sephadex G-50和强酸性阳离子交换柱SP-Sepharose FF两种方法对目的蛋白的分离效果,得到 Sephadex G-50的分离效果更好，并在14.4 kDa处得到单一的溶菌酶条带。