pH值对猪粪废水微生物燃料电池产电性能的影响

构建了以布阴极组为空气阴极的单室微生物燃料电池,并将其应用于猪粪废水的处理与产电.重点考察了阳极液pH值对猪粪废水处理和产电性能的影响.结果表明,阳极液pH=10时MFC的产电和废水处理性能最佳,输出功率密度达到2.10W/m3,与阳极液pH=6和pH=8时的电池相比,输出功率分别提高约2.7倍和1.9倍.同时,阳极液pH=10时,COD去除率和氨氮去除率也分别达到86.7%和92.8%,比阳极液pH=6和pH=8时MFC的COD去除率提高了约13.8%和6.7%;氨氮去除率提高了约5.3%和3.5%.本研究表明,调控阳极液pH值能够有效强化猪粪废水处理和产电,为猪粪废水资源化处理提供了一条新途径.     

SDBS降解菌的筛选及其降解特性研究

为筛选纯化和研究SDBS降解菌的生物学及降解特性,通过富集、分离与纯化,从长期受洗涤剂、除草剂和有机磷污染的土壤中,分离出4株能以十二烷基苯磺酸钠(SDBS)为唯一碳源的细菌,这4株菌分别为2-1,2-2,C-1和X-4.在选定的最适条件下,测定了4株菌对SDBS的降解能力.SDBS质量浓度达500 mg/L时,菌株2-1仍能很好地生长且继续进行降解,SDBS的降解率达到了94.78%;菌株2-2的降解率为91.09%.     

Rhodotorula glutinis发酵糖蜜产油脂影响因素研究

 微生物油脂生产是解决生物柴油原料问题的重要途径之一。本文以制糖厂废糖蜜为原料,通过间歇发酵试验,考查了装液量、pH、接种量、温度,以及氮素和碳素等因素对黏红酵母（Rhodotorula glutinis）增殖与油脂合成的影响。结果表明,在稀释糖蜜COD浓度11100mg/L、初始pH值6.5、30℃和160r/min条件下发酵132h,黏红酵母的总细胞干重和油脂产量分别达到2.42和0.8g/L,去除单位COD的细胞产量和油脂产量分别为0.35和0.12kg/kg;在黏红酵母发酵系统中,氮源的补充对细胞增殖具有显著刺激作用,但对油脂合成与积累无显著影响;在发酵过程中一次性补加碳源葡萄糖10g/L,可使黏红酵母的细胞和油脂产量分别提高到3.74和1.3g/L。     

地表裂缝对油蒿根际生物活性的影响及其动态演变特征

 以裂缝未经过的油蒿为对照, 利用统计分析方法系统研究了神东矿区补连塔煤矿有裂缝经过的油蒿根际微生物数量和酶活性的动态演变特征, 以了解煤炭开采引起的地表裂缝对油蒿根际生物活性的影响, 为采煤沉陷区的生态修复提供理论依据.结果表明, 地表裂缝出现后, 油蒿根际细菌、放线菌的数量减少, 真菌的数量增加, 酶的活性提高, 土壤含水量和电导率下降, 地表裂缝对油蒿根际的生物活性造成明显的干扰破坏.经过一年多的时间, 随着地表裂缝的逐渐闭合, 油蒿根际土壤含水量恢复正常, 电导率、蔗糖酶活性和磷酸酶活性受地表裂缝的影响逐渐减弱, 而微生物数量受地表裂缝的影响未见明显好转.可见, 油蒿根际的生物活性具有一定的自修复能力, 但进程比较缓慢.     

盐溶液环境下微生物固化技术加固钙质砂的试验研究

微生物诱导碳酸钙沉淀(microbial induced carbonate precipitation,MICP)技术已被广泛应用于土体加固,但在海水环境和盐化土环境下的应用较少且没有形成完整的系统.利用NaCl配置不同浓度的盐溶液,并采用尿素水解菌,在不同浓度的盐溶液环境下进行了MICP的细菌活性试验、水溶液试验和一维砂柱加固试验.结果表明,水溶液试验中,在NaCl存在的环境下碳酸钙的产率比无NaCl环境下显著降低,且NaCl溶液的浓度越高,碳酸钙的产率越低;砂柱试验中,加固后砂样的无侧限抗压强度随NaCl浓度的提高而降低,在低浓度环境下,无侧限抗压强度降低的幅度较大,当NaCl溶液达到一定浓度后,无侧限抗压强度降低的幅度较小;细菌活性试验表明,细菌活性随NaCl溶液浓度的提高而快速衰减是碳酸钙产率和砂柱的无侧限抗压强度快速降低的原因.研究结果表明:微生物胶结技术在加固海相土和盐化土等方面具有可行性,在工程应用中具有广阔的前景.     

帽儿山针阔混交林及纯林土壤碳代谢微生物群落特征研究

【目的】评价帽儿山地区纯林与混交林(红皮云杉纯林、长白落叶松纯林、胡桃楸和红皮云杉混交林、胡桃楸和长白落叶松混交林、水曲柳和红皮云杉混交林、水曲柳和长白落叶松混交林)土壤生态系统中参与土壤碳代谢的微生物群落特征。【方法】借助Biolog^MT技术,比较了纯林与混交林之间根际土壤微生物对不同碳源类型的利用情况。【结果】不同林型土壤微生物平均颜色变化率(AWCD)呈现阔叶林高于针叶林,胡桃楸针-阔混交林型中针叶林土壤微生物AWCD值优于与水曲柳混交林型。胡桃楸针-阔混交林中,针叶林的Shannon指数显著地高于水曲柳针-阔混交林。Simpson优势度指数与Shannon多样性指数变化趋势较为相似。羧酸、氨基酸和糖类这3类碳源是导致微生物代谢呈现差异的主要碳源。长白落叶松、红皮云杉与水曲柳混交后对糖类、羧酸和氨基酸3种主要碳源的利用程度均有所下降,可能是导致AWCD值较低的原因之一。【结论】胡桃楸针-阔混交林比水曲柳针-阔混交林以及针叶纯林更有利于土壤微生物群落的碳代谢功能发挥。     

碳酸氢盐碱度对低温厌氧消化及微生物群落的影响

15℃条件下,通过投加不同浓度碳酸氢钠来控制厌氧体系的碱度,采用间歇实验进行厌氧消化研究。结果显示,碳酸氢钠投加量为0.10mol/L时,体系能维持厌氧微生物适宜生长的pH值,48h内COD去除率达到75.43%。继续增大投加量,COD去除率没有明显升高;随着碳酸氢盐碱度的增加,VFA浓度峰值升高,但积累的VFA降解速度减慢;高浓度的碳酸氢盐碱度可以缩短产甲烷的滞后时间,但最终累积甲烷产量受其影响较小;碳酸氢盐碱度的适量投加可促进低温厌氧消化过程中微生物的生长代谢,提高微生物群落的丰富度以及多样性。     

自养硝化与异养反硝化污泥膜污染特性的对比

以同步脱氮除磷连续流膜生物反应器小试稳定运行时的污泥为考查对象,采用序批式过滤试验对比考查硝化污泥与反硝化污泥的污染特性,并对不同电子供体下反硝化污泥的污染机理进行分析与探讨.研究结果表明:在25℃下乙酸作为电子供体下的反硝化速率(以VSS计)为13.8 mg/(g·h),高于乙醇的10.2 mg/(g·h)和甲醇的3.4mg/(g·h);反硝化污泥相对于硝化污泥溶解性微生物产物(soluble microbial product,SMP)中蛋白质类物质在＜1 kDa和＞ 100 kDa范围内含量的增多,成为导致污泥混合液中溶解性物质阻力增大的主要因素,从而增大溶解性物质在膜孔内部的堵塞的阻力,其中以甲醇为电子供体时的反硝化过程最为明显.反硝化过程污泥产生的胞外聚合物(extracellular polymeric substances,EPS)相对于硝化过程有所降低,且EPS中糖类与蛋白质类物质的相对疏水性的降低成为混合液中悬浮颗粒物质(suspend solids,SS)阻力降低的主要因素;硝化污泥与3种电子供体下产生的EPS相对分子质量分布上略有不同,但是傅里叶红外光谱(Fourier transform infrared spectroscopy,FT-IR)对EPS官能团的监测表明硝化过程与3种电子供体在反硝化过程中产生的EPS主要化学物质组成并没有发生变化,以乙酸为电子供体下反硝化过程后污泥的修正污染指数(modified fouling index,MFI)最小.     

武功山高山草甸土壤微生物生物量碳及其影响因素

研究了武功山高山草甸3个不同坡向土壤微生物生物量碳及其影响因素,结果表明：东坡土壤微生物生物量碳含量与土壤有机质含量显著高于南坡和北坡土壤,南坡土壤高于北坡;土壤速效钾（K）浓度以东坡土壤最高,南坡土壤次之,北坡土壤最低,但3个坡面土壤速效钾K含量之间的差异不显著;东坡土壤有效磷（P）的浓度极显著地高于南坡土壤和北坡土壤有效P浓度;不同坡面土壤铵态氮含量依次为北坡〉南坡〉东坡。土壤土壤微生物量生物量碳与土壤有机质含量和P浓度之间存在显著的正相关性,与速效钾K浓度之间相关性不显著,土壤微生物量生物量碳随着土壤铵态氮含量的升高而减小。     

系列食品微生物多糖的高黏度发酵关键技术

比较产热凝胶菌株生长和合成多糖阶段的能量代谢差异,特别是能量耗散的差异,构建了土壤杆菌ATCC 31749产热凝胶的代谢途径.研究产生能量代谢差异的原因及其影响因素,利用分子生物学技术和生物信息学工具,构建了土壤杆菌电子呼吸链的传递途径.研究高密度培养、高强度生产的两步法微生物多糖发酵工艺.在预备罐中以低C/N营养条件,实现产多糖微生物的快速高密度培养.在发酵罐中稀释细胞后以高C/N营养条件高强度生产微生物多糖.研制工业规模下适用于高黏度发酵的高效生物反应器.以结冷胶为高黏度发酵模型体系,研究该反应器在冷模条件下的传质、混合和流变行为特征,设计了新型高效生物反应器,放大至50 m3并应用于结冷胶发酵生产实践中.