氢分压对种间氢转移的影响

在厌氧消化的产氢产乙酸阶段,从反应动力学来看,在标准生理状态下的ΔG°′均为正值,表明丙酸丁酸以及乙醇的产氢产乙酸是不能进行的。然而,在产甲烷的作用下,通过产氢产乙酸菌和产甲烷菌间的种间氢转移,体系中的氢分压大为降低,使整个消化过程得以顺利进行。文章以产氢产乙酸作用和产甲烷作用的热力学反应为基础,分别导出它们的自由能与氢分压的关系,分析了氢分压对种间氢转移的影响,得出两类菌群间种间氢转移的理论氢分压范围。进而引入细胞代谢最小能量子概念,对理论氢分压进行修正,得出沼气发酵适宜的理论氢分压范围和最佳氢分压。     

基于不同时间碱液预处理条件下厌氧发酵物料的转化

碱液预处理法操作简便、木质素去除效果显著,是目前较为常用和有效的秸秆预处理方法。本研究以玉米秸秆为原料,采用较低浓度碱液(1.2 %)预处理,分别测量预处理2 d、4 d、6 d、8 d、10 d后的原料中纤维素、半纤维素和木质素的变化水平,选择COD、产甲烷率、产气率等指标对比分析不同预处理时间对于发酵产气率的影响及物料平衡情况,为探求预处理和厌氧发酵过程中物料转化原理、碱液成分分析以及碱液回收利用等研究方向提供参考依据。结果表明,预处理2 d的条件下,破坏木质素纤维结构所析出的半纤维素占比最高为11.93 %,半纤维素得到最大程度解离是高产气率的重要原因之一,同时该条件下COD浓度最高达到17.93 g/L,秸秆损耗率最低,仅占15.24 %。厌氧发酵实验中,预处理2 d后的原料产气率最高为49.43 %,能够满足在高产气率的前提下,实现缩短预处理时间和提高产气效率的双重效果。     

珠江口海岸带沉积物甲烷相关古菌群落结构及多样性研究

用构建克隆文库的方法对珠江口沉积物中4个层位的甲烷相关古菌群落多样性特征进行研究.结果表明甲烷相关古菌群落结构主要可以分为3类,分别为Methanosaeta,Methanomicrobiales和Methanosarcinales/ANME,且其组成随沉积物深度的改变发生规律变化.Methanosaeta和Methanomicrobiales是属于乙酸和H2/CO2利用型甲烷产生菌,在克隆文库中的含量随沉积物深度的增加而减少;Methanosarcinales/ANME主要由甲烷氧化菌和甲基利用型甲烷产生菌组成,在克隆文库中的含量随沉积物深度的增加而增加.甲烷相关古菌群落结构的变化规律说明,在SMTZ区域及以上,甲烷产生以H2/CO2和乙酸型为主;在SMTZ区域以下,以甲基利用型为主;在SMTZ区域,主要是甲烷氧化过程,由古菌类群ANME-2a负责.     

体外产气法研究植物精油对水牛瘤胃发酵和甲烷生成的影响

为探讨植物精油对水牛瘤胃体外发酵的影响,本研究采用体外产气法初步研究了不同植物油对水牛瘤胃发酵过程中甲烷和二氧化碳生成及微生物蛋白和pH的影响。与对照组相比结果表明:1)在相同添加浓度下,桂皮油在发酵过程中基本抑制了甲烷生成(P0.05),也显著降低了二氧化碳产量(P0.05),微生物蛋白含量减少了15%;2)薄荷油在发酵12 h、24 h均显著抑制甲烷生成(P0.05),对二氧化碳产量稍有降低,但差异不显著;在发酵36 h,抑制甲烷效果不明显,二氧化碳反而显著降低(P0.05)。微生物蛋白含量则减少了12.8%;3)生姜油和丁香油的抑制甲烷效果不明显,只在发酵12 h,有部分降甲烷效果,之后反而促进了甲烷生成;4)5种精油中,只有辣椒油处理组发酵液pH显著降低,其它对pH值影响不大,但辣椒油无抑制甲烷效果。     

厌氧氨氧化、反硝化与甲烷化耦合研究

根据厌氧氨氧化菌、反硝化菌与甲烷菌的特征,采用气提式反应器,利用反硝化颗粒污泥进行厌氧氨氧化污泥培养,研究厌氧氨氧化、反硝化与甲烷化耦合作用,并考察其对高氨氮有机废水的处理效果.反应器经过106 d的试验运行表明,NH3-N、TN、NO3-N及COD的去除率分别可达45%、69%、94%及81%;试验过程中同时观察到了厌氧脱磷现象;反应器中接种的灰黑色絮状污泥在连续运行期间逐渐转变为深棕黄色颗粒污泥.经PCR检测表明厌氧氨氧化活性较高.     

接种量对泔脚发酵产氢余物甲烷化的强化研究

 以城市生活垃圾厌氧消化污泥为接种物,考察了15％、30％、45％、60％的接种量对泔脚发酵产氢余物中温（36℃）批式厌氧消化的影响。结果表明：泔脚发酵产氢余物的产沼能力随着接种量的增大而增强。结合Gompertz模型拟合结果及理论分析,60%的接种量为泔脚发酵产氢余物沼气化的最佳接种量,其沼气化的延迟时间λ、产甲烷率、生物气中甲烷的最高体积含量分别为：4.37d,388.72mL/g,80.4％。消化结束后,除产沼过程失败的15％接种量以外,厌氧消化余物的pH值在 6.70～7.00之间,这为沼气中甲烷的高体积含量（高于常规厌氧消化的最高甲烷体积含量75%）提供了证据。