科研产出
全量化收集粪污厌氧发酵失稳过程中微生物群落动态变化及生态集群组装模式
《江西农业学报 》 2024
摘要：通过高通量测序技术分析了全量化粪污厌氧发酵在稳定、抑制和崩溃3个阶段的微生物菌群动态变化情况,结合微生物互作网络构建,识别互作网络中关键生态集群及组装模式,以期为全量化粪污沼气工程稳定运行提供理论依据和数据支撑.结果表明:(1)在细菌门水平上,厚壁菌门(Firmicutes)、拟杆菌门(Bacteroidetes)和变形菌门(Proteobacteria)为优势菌门,在各样品中相对丰度合计占比为96.0%.(2)在细菌属水平上,相对丰度较高的菌属为瘤胃梭菌属(Ruminiclostridium)、狭义梭菌属类群I(Clostridium_sensu_stricto_1)等.(3)在古菌属水平上,甲烷短杆菌属(Methanobrevibacter)、甲烷球形菌属(Methanosphaera)和甲烷袋状菌属(Methanoculleus)为优势菌属,在各样品中相对丰度合计占比为96.5%.(4)微生物互作网络分析揭示,全量化粪污厌氧发酵过程中的功能集群主要划分为3个模块(模块1~模块3),微生物群落在厌氧发酵受到抑制时会产生应激性调整;在产气稳定期,模块1占据主导地位,厌氧发酵系统的水解酸化菌与产甲烷菌间的协同良好,无明显的小分子挥发酸累积现象,可稳定水解产酸;在产气崩溃期,模块2、模块3的相对丰度大幅提升,并占据了模块1的生态位;微生物通过增加乙酸、丙酸等挥发性有机酸氧化菌的相对丰度和嗜酸产甲烷能力,缓解小分子挥发酸和氨氮的胁迫.
关键词： 厌氧发酵 全量化收集粪污 微生物群落 共现互作网络 生态集群
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皇竹草厌氧发酵特性及稀土元素溶出研究
《新能源进展 》 2022
摘要：为探讨稀土尾矿区修复用皇竹草的厌氧发酵特性和发酵过程稀土元素溶出情况，开展不同发酵浓度（总固体浓度分别为2%、4%、6%、8%、10%）的中温（37±1℃）批式厌氧发酵实验。结果表明，总固体（TS）浓度为4%条件下皇竹草产甲烷性能最佳，日产甲烷率和累积产甲烷率分别为25.56mL/g和197.33m L/g。采用修正Gompertz方程能较好地模拟不同TS下皇竹草发酵累积产甲烷率的变化。分析发酵液中稀土元素浓度变化，结果表明，皇竹草内的稀土元素在厌氧发酵过程中只发生小部分溶出，主要包括La、Ce、Nd、Sc、Y等，各处理发酵液中稀土元素浓度并未超出文献报道的抑制浓度。相关性分析结果表明，稀土元素溶出率与发酵体系的TS浓度、化学需氧量（COD）呈负相关，与pH呈正相关。研究可为稀土矿区皇竹草沼气工程应用和发酵剩余物的肥料化利用提供指导。
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尿素氨化预处理对稻秆厌氧发酵产气特性的影响
《生态环境学报 》 2018 北大核心 CSCD
摘要：水稻秸秆作为一种重要的生物质资源,将其用于厌氧发酵产沼气是中国大力倡导的生物质固废处理方式之一,但稻秆复杂的木质纤维结构使其不易被厌氧生物菌消化利用,导致厌氧发酵效率低下。为了提高稻秆厌氧发酵效率,本研究使用不同质量分数(3%、4.5%、6%)尿素对稻秆进行氨化预处理,并采用环境扫描电镜(SEM)及视频光学接触角测量仪分别对预处理前后的稻秆形态结构及亲水性进行观察测定,以探明尿素预处理对稻秆产气效率影响的内在原因,考察不同质量分数尿素氨化预处理对稻秆厌氧发酵产气特性的影响。SEM结果显示,预处理能够破坏稻秆的致密结构,增大微生物作用面积。接触角测定图像表明,尿素氨化预处理破坏了稻秆表面的蜡质层,表面由疏水性变为亲水性,使其更易被微生物利用,说明稻秆中木质素-纤维素结构的变化是影响其产气效率的内在原因,通过对各实验组进行对比,发现4.5%尿素氨化预处理产气效果最佳,累积产气量达到17 053 mL,比对照组提高了50.67%,并相对缩短了产气周期。
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4℃冷藏对厌氧发酵接种物活性的影响
《江西农业学报 》 2017
摘要：设计3个冷藏组(7、14、21 d)和2个对照组(未处理、常温21 d),通过厌氧发酵接种物的理化指标(p H值、VFA、TIC、NH4+-N)测定、菌落结构分析和厌氧发酵产甲烷能力测试,研究了4℃冷藏处理对厌氧发酵接种物活性的影响。结果表明:接种物在4℃冷藏过程中,代表产甲烷菌的优势条带随冷藏时间的延长出现了亮度下降,并有少量条带丢失的现象;其厌氧发酵产甲烷能力出现下降,前15 d的日产甲烷速率明显低于未处理组的;但冷藏处理能够减缓氨氮浓度的增高,有助于接种物的厌氧发酵活性的恢复。
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