农村有机生活垃圾干发酵氨胁迫下中试工艺

我国农村生活垃圾年产量达到2.94亿吨,占比约40%的有机部分需妥善处理。处理效率较高的干式厌氧发酵由于高有机负荷,容易出现酸化和氨氮抑制问题,在中试及以上规模的发酵中更加明显。农村有机生活垃圾与牛粪进行1m³规模的干式厌氧共发酵,卧式厌氧发酵罐内总固体含量为19.94%,对其沼气产量、甲烷含量、甲烷产量、挥发性脂肪酸浓度、氨氮浓度和微生物群落结构进行分析。结果表明发酵过程中未出现酸化和氨氮抑制,单位挥发性固体含量沼气产量达到1.253m³/kg,甲烷含量稳定在70%,甲烷产量达到了0.815m³/kg,远高于已有报道。微生物群落结构分析表明此次干式厌氧发酵中试系统的微生物生长环境良好,Methanosarcina相对丰度发酵全程大于80%,Firmicutes全程高于77%,分别为古菌和细菌的绝对优势菌群,发酵系统具有良好的微生物环境。     

琥珀酸发酵过程中固定CO_2的研究进展

随着全球温室效应问题日趋严峻,如何实现CO2的减排成为当今社会各界关注的焦点。本文以琥珀酸发酵过程中固定CO2为出发点,通过CO2固定产生琥珀酸的微生物及产琥珀酸的原理、CO2固定过程优化以及对CO2固定过程的基因改造等方面概述了琥珀酸发酵过程中固定CO2的研究进展。同时指出,基因工程改造将会成为以后研究的重心。考虑到实际应用过程中放大的重要性,在琥珀酸发酵过程中固定CO2的反应条件优化对于与其它发酵产CO2的过程的耦合也将显得日益重要,应加强这一方面的研究。     

Actinobacillus succinogenes NJ113利用豆饼粉为氮源发酵制备丁二酸

考察了不同廉价氮源对A.succinogenes NJ113发酵产酸的影响,结果显示豆饼粉效果较佳。考察A.succi-nogenes NJ113以豆饼粉为氮源发酵制备丁二酸对菌体生长和产酸的影响。结果表明,A.succinogenes NJ113能够利用豆饼粉作氮源发酵制备丁二酸。单独以豆饼粉为氮源时菌体最多能消耗50 g/L初糖。在3 L发酵罐上进行分别以15.53 g/L豆饼粉和10 g/L酵母粉为氮源对A.succinogenes NJ113进行发酵,其中以豆饼粉为氮源时丁二酸产量为35.20 g/L,收率为70.40%,与酵母粉发酵效果相当,副产物甲酸、乙酸浓度分别由9.49 g/L和6.27 g/L降至4.44 g/L和1.14 g/L,乳酸浓度由0.44 g/L增加至2.91 g/L,发酵时间由20 h延长至48 h。以葡萄糖为碳源时,豆饼粉最多能替代6 g/L酵母粉进行发酵,并且最多能消耗100 g/L初糖,丁二酸产量达71.30 g/L。     

利用甘蔗糖蜜与乳清粉厌氧发酵制备丁二酸

考察了甘蔗糖蜜替代昂贵葡萄糖作为碳源、乳清粉替代大部分酵母粉作为氮源时,对Actinobacillus succinogenes NJ113发酵制备丁二酸的影响。血清瓶厌氧发酵结果证明：对照组（葡萄糖40 g/L）的丁二酸产量仅为26.04 g/L,而以糖蜜为碳源（以总还原糖计算为40 g/L）时,丁二酸产量达到28.27 g/L,比对照组提高了8.57%。在此基础上,以糖蜜为碳源、不同比例的乳清粉和酵母粉为混合氮源发酵制备丁二酸,确定了糖蜜、乳清粉和酵母粉混合使用的最佳浓度分别为40 g/L、8 g/L和2 g/L。此外,在3 L发酵罐体系中添加40 g/L糖蜜、8 g/L乳清粉、2 g/L酵母粉进行发酵试验,实验结果证明：丁二酸终产量达到32.54 g/L,收率达到81.13%。     

金属离子对产琥珀酸放线杆菌NJ113厌氧发酵代谢的影响

考察了培养基中分别添加Mg2+、Mn2+、Co2+3种金属离子对Actinobacilus Succinogenes NJ113菌体生长及产酸的影响，并进行了代谢通量分析。结果表明培养基中分别添加6mmTo1/LMg2+、6mmol/LMnz+、2mmol/LCo2+后流向HMP途径的通量r17比对照组分别提高了445...     

利用纤维素水解液中的纤维二糖发酵制备丁二酸

纤维素水解液中通常含有纤维二糖。本文考察了Actinobacillus succinogenes NJ113利用纤维二糖厌氧发酵生产丁二酸的能力,并利用蔗渣纤维素制备纤维二糖作为碳源用于厌氧发酵生产丁二酸。3 L发酵罐厌氧发酵结果显示：以35 g/L纤维二糖作为碳源发酵制备丁二酸,其产量为23.51 g/L,产率达到67.17%;用含有18 g/L纤维二糖和17 g/L其它糖类的蔗渣纤维素水解液作为碳源发酵制备丁二酸,丁二酸的产量和产率分别为20.00 g/L和64.73%。因此,Actinobacillus succinogenes NJ113具有较强的利用纤维二糖生产丁二酸的能力,而且利用废弃的纤维素制备纤维二糖作为碳源高效、经济地发酵制备丁二酸具有可行性。     

分时收集条件下稻秸理化性状变化初步研究

以高茬(留茬高度50～60 cm)秸秆为对象,每间隔7 d采集秸秆样品一次,分析自然状态下留茬稻秸理化性状变化(含水率、热值及作物养分大、中微量元素含量等),同时记录气象资料(如雨日、雨量等),旨在为秸秆分时收集、秸秆热解或直燃能源化利用提供基础数据。结果表明,在温度较高、降雨较多季节,稻秸中钾、钙等营养元素被淋洗、秸秆灰分减少,含水率变化不大,热值、有机物质等损失较少,相关分析表明秸秆含水率与土壤含水量、空气湿度、风速等多重因素有关。初步结论:采用秸秆分时收集,可使秸秆中钾、钙等养分资源归还农田、降低秸秆灰分含量,且不影响秸秆热值。     

Actinobacillus succinogenes NJ113产丁二酸过程中的底物抑制

研究了分批发酵条件下以葡萄糖作为底物对产琥珀酸放线杆菌Actinobacillus succinogene NJ113发酵产丁二酸的影响,针对底物抑制现象,采用变速补料控制发酵罐中葡萄糖浓度的补料分批发酵方式.结果表明,发酵过程中将葡萄糖浓度控制在0～10g/L,以Na2CO3作为pH调节剂,经26h厌氧发酵,消耗60g/L葡萄糖,能积累45.27g/L丁二酸,得率达75.45%,生产强度为1.74g/(L·h),比初始葡萄糖浓度为60g/L的分批发酵周期缩短了18.75%,主产物丁二酸的得率和生产强度分别提高了5.44%和31.82%,副产物甲酸产量有所减少,而乙酸产量有所增加.通过代谢网络中相关酶的酶活分析,解析了补料过程中主副产物的分布.     

农村有机生活垃圾与不同原料厌氧共发酵工艺优化

有效处理农村有机生活垃圾（rural organic household waste, ROW）对美化农村环境具有重要意义,在对其进行高浓度厌氧发酵时容易出现酸化和氨氮抑制现象,导致系统稳定性差。目前尚缺乏ROW不同共发酵底物和进料总固体（total solids,TS）浓度对厌氧发酵的影响研究。为提高厌氧发酵性能,减少环境保护压力,本文对ROW不同共发酵底物配比和不同进料浓度下厌氧共发酵特性进行研究,从而优化农村有机生活垃圾厌氧发酵工艺。文中对取自江苏徐州沛县的农村有机生活垃圾和江苏省农业科学院六合动物实验基地的猪粪（PM）、水稻秸秆（RC）进行厌氧共发酵。当发酵底物为ROW和PM时,甲烷产量随着进料总固体含量TS的升高而增加,最高为257.38mL/g VS;当发酵底物为ROW和RC,或者发酵底物为ROW、PM和RC时,进料TS质量分数从8%增加到12%时,甲烷产量随之增加,最高分别为339.59mL/g VS、322.16mL/g VS,当进料TS质量分数继续升高到15% 时,二者产量均出现降低且均低于其他实验组,分别为231.17mL/g VS、194.67mL/g VS。在本文所设置实验条件下,最优共发酵进料为：发酵底物为ROW和RC,生活垃圾与挥发性固体（VS）质量比为1∶1,进料TS质量分数为12%,甲烷产量为339.59mL/g VS。