厌气混合培养中产甲烷菌和硫酸盐还原菌的动力学竞争Ⅰ.动力学推定的模型及实验方法

产甲烷菌(MPB)和硫酸盐还原菌(SRB)的竞争是一个有关厌气处理过程生死存亡的重大问题。研究的目的是提供一个明确实际厌气过程中MPB和SRB竞争机理的动力学研究方法。首先，以Monod模型为基准建立了一整套动力学模型用于微生物菌体浓度和诸动力学常数推定。其次，进行包括乙酸和氢气利用MPB和SRB的两系列连续培养及批量实验，为下一步的动力学常数推定及讨论实际厌气过程中MPB和SRB的动力学竞争机理打好基础。     

厌气混合培养中产甲烷菌和硫酸盐还原菌的动力学竞争Ⅱ.动力学推定的结果及讨论

根据前文建立的动力学模型及批量实验结果,进行了包括乙酸及氢气利用在内的MPB和SRB的动力学常数的推定.结果显示,以Methanothrix及Methanobacter为种属的乙酸和氢气利用MPB;以Desulfobacter postageix和Desulfovibrior为种属的乙酸和氢气利用SRB分别存在于葡萄糖消化过程中.在反映现实情况的低浓度硫酸根离子条件下,热力学及动力学均占优势的乙酸利用SRB相反完全竞争不过乙酸利用MPB.这是由于对硫酸根离子乙酸利用SRB竞争不过氢气利用SRB的缘故,因为后者(Ks=10.7～13.3mg/L)具有比前者(K=19.5～21.4mg/L)更高的硫酸根离子亲合性.这一结果进一步显示有必要重新评价长久以来一直承担负面角色的SRB的作用.因为如果从有利于厌气过程中甲烷主要产生者-乙酸利用MPB的生长这一角度来看,适量生长的氢气利用SRB能够完全抑止作为对手的乙酸利用SRB的生长以至发挥重大的正面作用.另外,该研究提供的动力学推定方法能简便、快速、准确的推定出微生物菌体浓度和诸动力学常数,对于生物处理的近乎所有过程都具有参考价值.     

产甲烷阶段季铵化合物的厌氧生物降解性研究(英文)

基于厌氧序批式测试系统,研究了一组季铵化合物的最终生物降解性和对生物气产生过程的毒性效果.四个测试物中每个化合物均带有四个相同的烷基,通式为R4N+Br-(TEAB,TPAB,TOAB和TODAB分别对应R=C2,C5,C8,C18,).测试物的矿化程度被用来评估其最终厌氧生物降解性;对碳源D-葡萄糖代谢过程的毒性可以利用测试物对生物气生成过程的抑制效果来指示.研究结果表明:带有偶碳数烷基链的季铵化合物,即TEAB、TOAB和TODAB在20 mg/L(以C计)能够被很容易地降解为CO2和CH4,它们对生物气生成过程的毒性随着所带烷基链长的增长而减小.测试物中带有最长碳链的TODAB,即使碳浓度提高到100 mg/L也可以顺利降解;并且在200 mg/L的高浓度条件下也没有发现其对代谢过程的毒性证据.相反,带有奇数碳链的TPAB很难被厌氧生物降解,而且在所有测试物中显示出最强的厌氧毒性,200 mg/L时的生物气抑制率高达69%.     

上流式厌氧污泥床处理豆制品废水

上流式厌氧污泥床(UASB)中温(35℃)处理豆制品废水(pH3.5～4.0)的最高COD负荷率、最高产气率、最高表面液体和气体上流速率分别达到了20.1g/L·d、10.6L/L·d和12m/d.COD去除率为90％,甲烷含量为55％。反应器内生物量以颗粒污泥形式存在,直径1.0～3.0mm不等。颗粒污泥中发酵性细菌、产氢产乙酸细菌、乙酸裂解产甲烷菌、氧化氢的产甲烷菌和利用甲酸的产甲烷菌数量分别为1.4×10~(12)、0.7×10~9、1.8×10~9、1.6×10~9、0.9×10~5个/mL.与甲烷毛发菌(Methanoseata)相类似的丝状菌是颗粒污泥中的优势产甲烷菌。     

韩城地区煤层气成因类型及微生物开发潜力

为重新梳理韩城地区煤层气气体地球化学特征,预测低产煤层气井微生物开发的潜力区,通过煤层气和煤层产出水样品采集、煤层气气体组分和稳定同位素组成测试及微生物多样性分析,判识煤层气的成因类型,计算煤层赋存热成因气和生物成因气的相对含量,讨论适合低产煤层气井微生物开发的潜力区。结果表明：韩城地区太原组煤层气气体组分以甲烷为主,平均含量为94.78%;煤层气气体类型是以热成因气为主并含有少量次生生物成因气的混合成因气,其中次生生物成因气占比为4.79%～28.28%;煤层产出水中优势古菌种属为Methanobacterium和Methanothrix,二者之和平均占比达45.45%。基于低产井煤层埋深、构造条件、水化学条件、储层温度和古菌群落结构等关键因素,认为韩城地区中部和南部井区是有利于煤层气生物实现增产目的的潜力区。     

厌氧消化反应器中微生物载体效能评价指标

厌氧消化产甲烷过程中反应器内微生物的富集具有重要作用。微生物载体的选择是提高反应器效率的核心所在。产气量、pH和辅酶F420可作为载体选择评价的指标，并通过扫描电镜对载体微生物附着情况进行微观检测。各评价指标检测结果表明，颗粒活性炭能够更好地提高反应器效率，可作为合适的载体选择材料。     

丁酸甲烷发酵优势菌群的选育及其丁酸降解特性

选育以产氢产乙酸菌为优势的复合菌群,对于开发基于强化产氢产乙酸菌群功能作用的高效厌氧生物处理技术具有重要意义。研究表明,以厌氧折流板反应器中的厌氧活性污泥为出发菌群,通过丁酸盐培养基的定向培育,可选育到以降解丁酸的产氢产乙酸菌和产甲烷菌为优势的复合菌群。该菌群在初始pH 7.0、初始丁酸浓度9 319 mg/L和35℃等条件下,经过27 d的培养,其丁酸降解率达到95%,平均降解速率为39.2 mg/d,累积产气量为290 mL,丁酸的比产气速率达到3.95 mL/g,发酵气中的CH_4含量为61%,CO_2含量为22%。     

含硫造纸废水处理中基质竞争及毒性问题的研究

本文阐述了用两相厌氧法成功地解决了在处理硫酸盐法和亚硫酸盐法制浆造纸废水过程中,出现的硫酸盐还原菌和产甲烷茵的基质竞争和硫化物毒性问题。     

一株兼性嗜冷产甲烷八叠球菌的分离鉴定及系统发育分析

为了提高低温条件下沼气发酵的效率,本文利用Hungate厌氧操作技术从新疆库尔勒越冬沼气池污泥中分离出一株生长温度范围为8～40℃的兼性嗜冷产甲烷菌株ZG-2。该菌株革兰氏染色为阳性,呈不规则球状叠放在一起,不运动,能够利用H。／C（]2混合物、甲醇、甲胺、乙酸盐作为单一碳源底物进行厌氧发酵生产甲烷。最适生长条件：温度为25～30℃,生长pH为6;NaCl浓度为0．2mol／L;不能耐受链霉素和卡那霉素。根据菌株形态特征和生理生化特性以及16SrDNA序列分析,初步认为菌株ZG-2为兼性嗜冷巴氏产甲烷八叠球菌（Methanosarcina barkeri）。