光照强度对光能自养生物膜去除低污染水体中硝态氮的影响研究

低污染水体存在C/N较低的特征,往往导致水体自净过程中反硝化碳源的不足。提出采用光能自养生物膜去除低污染水体中的硝态氮,研究不同光照强度对光能自养生物膜脱氮能力的影响,并验证了生物膜自行产生的胞外聚合物(EPS)及溶解性微生物产物(SMP)中多糖能否成为反硝化的碳源。结果表明,采用光能自养生物膜去除低污染水体中硝态氮具有良好的效果,光照强度的提高可以有效促进硝态氮的去除,在光暗比为12∶12、水力停留时间为72h时,1 500、3 000、4 500lx光照强度下系统的硝酸盐去除率分别为37.1%、56.7%、62.5%,且随着光照强度增加硝酸盐去除速率逐渐提高;光照强度的增加可促进光能自养生物膜系统的EPS、SMP中多糖的产生,且光暗交替时EPS、SMP中多糖浓度呈"锯齿形"变化,在有光照时浓度明显上升,而在无光照时浓度下降;光能自养生物膜系统的EPS、SMP中的多糖可作为碳源被反硝化菌利用,而且在无外加碳源条件下,SMP中多糖对碳源的贡献大于EPS中的多糖。

光能自养生物膜形成机制及脱氮影响因素的研究进展

光能自养生物膜是一个由复杂微生物群落构成的相对稳定的微生态系统,微生物细胞及非生物物质镶嵌在微生物分泌的有机聚合物基质上,其显著特征是膜表面寄居着光能自养生长的微生物,并能在碳源缺乏条件下完成生物脱氮。总结了光能自养生物膜的形成机制,概述了光照、温度、微生物种类、营养物浓度对光能自养生物膜脱氮的影响,指出光能自养生物膜系统在富营养化水体和有机复合污染水源水的净化及碳源不足情况下的污水深度处理中具有广阔的应用前景。

光照对光能自养生物膜培养的影响

使用平板培养装置,通过控制光照度、流速及水温等条件来培养光能自养生物膜,着重研究了光照对光能自养生物膜生长的影响。结果表明,光照度对光能自养生物膜生长的影响显著。Gompertz模型对生物膜相对生长曲线的拟合效果较好,拟合系数分别为0.998、0.992、0.994。在光照度为4 500、3 000、1 500 lx的条件下,光能自养生物膜的最大相对生长速率分别为13.96%、9.65%、6.37%,初始沉降期分别为4.37、8.15、8.22 d。在4 500 lx光照度下,单位面积生物膜的COD含量达到了6 310 mg/m2。因此,通过控制光照度可有效控制光能自养生物膜的生长。

红假单胞菌Rhodop seudomonas rutila自养固定CO_2特性研究

采用分批培养,初始气相CO2体积分数为10%,血色红假单胞菌Rhodopseudomonasrutila固定CO2的最佳培养条件是:NH4Cl0.5g.L-1,K2HPO4.3H2O5g.L-1,MgSO4.7H2O0.2g.L-1,生长因子10mL.L-1,微量元素10mL.L-1,pH8.5,转速100～150r/min,不添加NaCl.在此条件下培养5d,CO2固定率能够达到56%.培养24h后,其固定CO2主要是通过卡尔文循环,该循环关键酶1,5-二磷酸核酮糖羧化酶(Rubisco)的活性不断提高,在菌体生长到对数中期时达到最大.

几种自养微生物的新陈代谢类型和作用机理分析

自养微生物是能够利用光能或化学能,将无机物(CO2)合成为有机物存储能量的一类微生物。根据其利用的能量的不同,分为光能自养细菌(光合细菌)和化能自养细菌。光合细菌在细胞内的色素作用下,通过光合磷酸化将光能转变为有机物的化学能,由于电子供体不是水,所以都是厌氧类型;化能自养细菌是通过氧化磷酸化,最终将得到的能量存储在有机物中,由于电子受体都是氧或氧化物,所以都是需氧型生物。

全碳素生物转化沼气制备生物航煤制造路线研究进展

作为一种清洁可再生能源,沼气具有替代化石燃料的潜能。沼气的传统利用是通过直接燃烧获得电力和热量,但该过程会产生二氧化碳(CO_(2)),不仅降低了沼气利用的碳原子经济性,还会带来温室气体排放等问题。为了实现沼气全碳素转化,本文提出以餐厨垃圾厌氧消化产生的沼气为原料,利用合成生物学技术和生物制造策略,将其中的全部碳素(CO_(2)和CH_(4))高效转化为生物航煤(SAF)。该制造路线利用光能自养微生物和好氧性嗜甲烷菌分别转化CO_(2)和CH4合成生物油脂,再将油脂提取并升级加工制备SAF。文章通过介绍光能自养微生物和好氧性嗜甲烷菌的关键酶和代谢途径,总结菌种改造策略和发酵工艺优化在提升油脂积累方面的研究进展。在比较了不同生物油脂预处理和升级加工的工艺特点之后,分析了相关技术的经济性和应用场景。基于SAF的燃烧性能及其在生产过程中的全球变暖潜势值,讨论了SAF制造路线的技术可行性。最后,借助技术经济可行性分析,展望了提升SAF制造路线经济性的策略,为生物技术在燃料生产领域的商业化应用提供参考。

沼气生物脱硫新技术

污泥的厌氧消化和污水的厌氧处理所产生的沼气中都含有H2S,由于它是一种腐蚀性很强的化合物,所以沼气脱硫是沼气利用的关键环节。本文综述了近年来研究人员在开发生物脱硫工艺方面所做的大量工作,以取代传统的化学脱硫工艺。随着发光二极管和生物膜反应器应用方面的技术进步,一些生物脱硫的工艺已经显示出市场应用的潜力。

沼气生物脱硫技术研究

本文阐述了利用光能自养型微生物和化能自养型微生物去除沼气中硫化氢的基本原理,并对其优缺点进行了讨论。

光合细菌在水产养殖的应用展望

光合细菌(Photosynthetic Bacteria简称PSB)系指一群具有能够进行光合作用的细菌,它在20亿年前就已栖息在地球上,早在1838年首先为Ehrenbery所描述,当时他称为紫色细菌(Pwrple Bcateria)。在此基础上。

21世纪的前沿课题──微生物多样性与人类福利

２１世纪的前沿课题──微生物多样性与人类福利中国科学院微生物研究所张树政百余年来人类在防治传染病方面取得了重大成就，死亡率最高的前三位疾病在１９００年是流感肺炎、结核和肠胃炎，到９０年代则是，Ｃ脏病、癌症和中风。青霉素和多种抗生素起了重要作用。强力免...

光合细菌添加剂提高养殖效益

光合细菌添加剂是一种活菌添加剂,已在河北、山东等地大规模推广使用,给渔业生产带来了可观的经济效益,在池塘对虾养殖生产上效益更为显著。光合细菌属厌气性光能自养型细菌,它能在无氧条件下利用光能,吸收利用水体中的有机物质,迅速繁殖起来,从而强化水中和池底有机物质的循环,消除水中有害物质,提高水体代谢机能,增加水中营养,使水体保持良性生态平衡。因此,在养殖水域中使用光合细菌添加剂,既能净化水质,增加水中溶氧,有效地控制泛塘,又能增加水体中的浮游生物量,

水族箱养殖锦鲤调水技术

随着人们生活水平的提高,象征好运的锦鲤逐渐游入寻常百姓家,怎样养好锦鲤呢?现代养殖学的八字精养法"水、种、饵、密、混、轮、防、管"同样适用,但由于水族箱在室内,水的净化主要靠硝化系统,和外塘依靠太阳(光合作用)的光能自养型又有区别,现结合实践就家庭水族作一介绍,供同行参考。

生物技术与新食物源

随着人类科技的进步和生活质量的提高,人均寿命相应延长,世界性的人口增长已成必然趋势。到2030年世界人口将达到85亿,我国人口将达到16亿的高峰。如何使人口增长维持在一个持久平衡的状态?这是全世界普遍关注的课题。有人预测。

岩溶区土壤微生物驱动的自养固碳过程与机制研究进展

自养微生物能够利用无机碳作为碳源合成自身营养物质,具有很强的环境适应能力,在富钙偏碱的岩溶区土壤的碳固定过程中扮演重要角色。本文综述了土壤微生物驱动的自养固碳过程、岩溶区土壤固碳功能微生物、自养固碳的分子机制及其产生的生态环境效应,并提出了亟待解决的关键科学问题。为深入研究和认识岩溶区土壤生态系统自养微生物驱动的固碳过程及其机制、提高岩溶区土壤的固碳潜能、发展岩溶区生态环境的保护与修复策略、应对气候变化及人类活动引起的土壤退化风险提供参考。

能源工厂--叶

绿色植物也叫光能自养生物,它们能通过光合作用和蒸腾作用相互配合,源源不断地从阳光、水和空气等无机质中获得能量和养分,维持自身的生长。光合作用和蒸腾作用正是植物叶片的两大基本功能1。有趣的是,叶的形态可谓千变万化。有的植物长单叶,有的长复叶;有的叶片大,有的叶片小;不同植物的叶片形状各不相同,甚至同一种植物也会出现不同形状的叶片--这被称为二型叶现象。为了适应环境,形态各异的叶片还担负了许多不同的功能。

生物圈中的“清道夫”──分解者概念之商榷

生物圈中的“清道夫”──分解者概念之商榷彭炳耀高中地理教材上册（人教版）中对分解者的解释是：“指细菌、真菌、放线菌等微生物”。在一些高等地理教材和其他书籍的解释也均大同小异，不乏其说。我认为这样的提法欠妥。因为，这样的解释往往容易给人们造成以下错误的...