低浓度Ce^(3+)对厌氧颗粒污泥比产甲烷活性和胞外多聚物的影响

在间歇培养条件下,研究了低浓度Ce3+对启动驯化、稳定培养和酸化等不同状态对厌氧颗粒污泥比产甲烷活性的影响.结果表明,低浓度Ce3+可促进厌氧颗粒污泥的比产甲烷活性;0.05mg.l-1Ce3+对稳定培养中的厌氧颗粒污泥比产甲烷活性促进作用最大,提高了14.29%,对酸化污泥促进作用较弱,低于5%,对启动驯化和再启动污泥有所抑制,抑制程度分别为7.67%和1.64%;驯化培养过程有利于污泥对稀土的适应.Ce3+的加入降低了启动驯化、稳定培养、严重酸化和再启动污泥的胞外多糖含量,有利于颗粒污泥的稳定性.Ce3+使驯化、稳定培养和再启动状态污泥的胞外核酸含量降低,而酸化污泥的胞外核酸含量升高,可用细胞膜通透性的改变解释.

焦化废水驯化的EGSB反应器内颗粒污泥产甲烷活性

为了确定处理焦化废水的EGSB反应器快速启动和高效稳定运行的可行性,在22～27℃的环境温度下,稳定进水COD为2 200 mg/L左右,通过逐渐提高焦化废水的添加比例来驯化EGSB反应器内的颗粒污泥,待进水完全为焦化废水后开始微氧曝气,对驯化过程中以及微量曝气后污泥产甲烷活性的变化进行了研究。结果表明:焦化废水会对EGSB反应器内颗粒污泥产生毒性抑制作用,使其产甲烷活性明显降低,与未添加焦化废水时相比,添加比例为100%时产甲烷活性降幅达75.8%。但颗粒污泥真正的产甲烷活性却几乎没有被抑制,当以乙酸钙为基质时产甲烷活性的降幅仅为6.23%。焦化废水对污泥产甲烷活性的抑制是可逆的,随着微生物菌群逐渐适应焦化废水的水质,颗粒污泥的活性又开始恢复。微氧曝气能够明显提高颗粒污泥的产甲烷活性。微氧时污泥的产甲烷活性比厌氧时提高了32.2%,对COD的去除率也由58%提高到了87.4%。

硫化物在厌氧污泥中的分布和对产甲烷活性的抑制作用

在不同的pH值和温度下,对硫化物在厌氧污泥中的分布特征及对污泥产甲烷活性的抑制作用进行了研究.结果表明,硫化物浓度低于120mgS·l-1时,抑制作用主要由系统的pH值升高引起的,大于120mgS·l-1时,主要由液相中高浓度的硫化物引起;当硫化物浓度达160mgS·l-1时,H2S逸出量达到最大,污泥对硫化物的吸附也趋于饱和.pH值升高增加了污泥对硫化物的吸附,H2S逸出量降低;温度升高有利于吸附的硫化物向液相转移,并使H2S逸出量迅速增大.

生活垃圾渗滤液对厌氧颗粒污泥产甲烷活性的影响研究

通过厌氧毒性实验、恢复实验和特征毒性模拟实验,研究了生活垃圾渗滤液对厌氧颗粒污泥微生物产甲烷活性的影响。结果表明,1000 mg/L氨氮浓度下产甲烷活性均大于85%,说明相应氨氮浓度范围,垃圾渗滤液基质对厌氧颗粒污泥的微生物没有明显抑制作用。恢复实验后活性得到完全恢复,属代谢毒性。模拟废水氨氮浓度大于1000 mg/L浓度时,开始出现抑制;氨氮浓度大于3000 mg/L时,有明显抑制,产甲烷活性下降32.1%;相同氨氮浓度下,渗滤液最大活性区间滞后于模拟废水,产甲烷活性也小于模拟废水,存在除氨氮以外的毒性物质的影响。

长链脂肪酸对厌氧颗粒污泥产甲烷活性的影响及其相互作用研究

采用间歇培养实验研究了辛酸、癸酸和月桂酸等三种长链脂肪酸对ＵＡＳＢ反应器厌氧颗粒污泥产甲烷活性的毒性，以及癸酸对辛酸和月桂酸抑制作用的影响。结果表明，辛酸、癸酸和月桂酸对ＵＡＳＢ反应器厌氧颗粒污泥的产甲烷活性有严重抑制，对厌氧颗粒污泥最大比产甲烷活性产生５０％抑制的浓度（ＩＣ５０）分别是５．６，１．９，４．６ ｍｍｏｌ·Ｌ－１，其中癸酸的毒性最大。癸酸的存在能够增强辛酸和月桂酸对厌氧颗粒污泥产甲烷活性的抑制。癸酸和辛酸，癸酸和月桂酸之间表现出协同作用。辛酸和月桂酸ＩＣ５０值因为癸酸的存在而明显降低。

丙烯酸盐及对甲苯磺酸盐对乙酸、丙酸产甲烷活性的影响

以乙酸钠、丙酸钠为底物,研究不同浓度的丙烯酸盐及对甲基苯磺酸盐对产甲烷活性的影响。结果表明,丙烯酸盐及对甲基苯磺酸盐对丙酸为底物产甲烷活性的抑制作用强于乙酸为底物。丙烯酸盐对乙酸和丙酸产甲烷活性抑制的半效应浓度(EC50)分别为717和235 mgL。对甲基苯磺酸根浓度在10 000 mgL以下对乙酸的产甲烷活性无明显抑制作用,对丙酸产甲烷活性抑制的EC50为9 500 mgL。丙烯酸盐及对甲基苯磺酸盐共同存在时,对产甲烷活性的抑制未表现出明显的协同作用。

NaCl和KCl盐度对厌氧污泥的驯化及对比产甲烷活性的影响

研究了NaCl和KCl盐度对厌氧污泥的驯化及盐度对厌氧污泥比产甲烷活性的影响。试验表明，当NaCl和KCl盐度为0～10g·L^-1时，絮状污泥A，B的COD去除率均达到87％以上；当NaCl和KCl盐度为20g·L^-1时，絮状污泥A，B的COD去除率分别为84％和74．6％；当NaCl和KCl盐度为30g·L^-1时，絮状污泥A和B均有较差的COD降解效果，且KCl对COD降解的抑制影响大于NaCI。经过驯化后的污泥，10g·L^-1NaCl或KCl都会对颗粒污泥产生SMA促进作用；10g·L^-1NaCl对絮状污泥SMA产生轻微抑制，而10g·L^-1KCl对絮状污泥SMA不会产生抑制影响。20g·L^-1NaCl或KCl会对颗粒污泥SMA产生轻微抑制，而20g·L^-1NaCl或KCl都对絮状污泥SMA产生中度抑制。30g·L^-1NaCl或KCl对颗粒污泥和絮状污泥SMA均产生强烈抑制。

微量元素制剂提高厌氧产甲烷活性的研究

文章针对北京郊区4座农业沼气工程原料(鸡粪、牛粪、猪粪和玉米秸秆)和厌氧污泥中微量元素质量浓度不足的问题,制定了微量元素制剂,并从原料产气动力学和厌氧污泥产甲烷活性两个方面评估添加微量元素制剂对沼气工程发酵效率的影响。研究表明:向原料中添加微量元素制剂后,鸡粪、牛粪和猪粪的甲烷产率分别提高了11.2%,24.3%和10.4%。采用一级动力学模型和两阶段模型对各原料甲烷发酵产气动力学进行拟合。一级动力学拟合结果显示添加微量元素制剂后玉米秸秆由一阶段产气(K为0.12 d-1)变为二阶段产气,K1和K2分别为0.18和0.08 d-1,产气速率明显提高。二阶段模型拟合结果表明添加微量元素制剂可以提高牛粪和玉米秸秆的产甲烷速率。向厌氧污泥中添加微量元素制剂后,鸡粪、猪粪和玉米秸秆沼气工程厌氧污泥的比产甲烷活性均有提高,玉米秸秆沼气工程厌氧污泥活性提高效果最明显,为8.6%。因此,添加微量元素制剂总体上可以提高原料的甲烷产率,增强厌氧污泥的产甲烷活性。

絮凝剂添加对厌氧微生物产甲烷活性的影响

在厌氧反应器启动初期添加絮凝剂需考虑絮凝剂对厌氧微生物所产生的抑制影响,通过对聚合氯化铝(PAC)、聚丙烯酰胺(PAM)、聚季胺盐不同絮凝剂的生物化学甲烷势(BMP)测定和厌氧毒性测定(ATA),评价了其厌氧生物可降解性和絮凝剂对厌氧微生物产甲烷活性的影响,对比了所形成的生物絮体在沉降性能和抗破散强度方面的差别。确定以聚季胺盐作为厌氧污泥颗粒化促进剂,建议采用间隔10d的多次添加方式及反应器中聚季胺盐质量浓度为10mg/L。

4-氯酚对厌氧颗粒污泥产甲烷活性的影响

利用取自ABR反应器的厌氧颗粒污泥,以葡萄糖为共基质,测定了不同浓度4-氯酚对厌氧污泥产甲烷微生物的影响以及活性恢复情况。试验结果表明:4-氯酚对厌氧颗粒污泥产甲烷活性具有较强的抑制作用,当4-氯酚的质量浓度为300 mg/L时,抑制作用最小;并且随着4-氯酚浓度的继续提高,厌氧颗粒污泥的产甲烷活性显著下降。当4-氯酚的质量浓度为400、500、600 mg/L时,相应的抑制程度为31%、68%、54%。4-氯酚对厌氧生物降解葡萄糖反应的抑制作用,在低浓度时发生在反应后期,高浓度时发生在反应初期。同时在恢复试验中不同浓度的4-氯酚对产甲烷的抑制作用仍存在,但有所降低。

最大比产甲烷活性对餐厨垃圾厌氧消化系统稳定性能指示性分析

实验的目的是考察最大比产甲烷活性(Specific Methanogenic Activity,SMA)对餐厨垃圾厌氧消化系统稳定性能指示性能。在中温条件下进行实验室规模的连续式餐厨垃圾厌氧消化试验,监测的指标为沼气产率、pH、甲烷含量、总VFA、SMA。实验结果显示沼气产率、甲烷含量、pH值对系统不稳定性反应不敏感。SMA数值的变化趋势,可以对厌氧消化反应器过程不稳定性进行指示。

低温产甲烷复合菌系的选育及产甲烷活性影响

一引言 目前国内沼气发酵以中、高温为主，低温研究尚处探索阶段。有研究者认为低于20℃沼气发酵速度急剧下降。在我国北方由于低温的限制，同样数量的沼气原料产气量往往不及夏季的1／3，严重限制了沼气在我国北方推广。

固定化厌氧颗粒污泥的制备及其产甲烷活性研究

以啤酒废水处理厌氧颗粒污泥为菌种,海藻酸钠为包埋剂,氯化钙为固化剂,制备固定化厌氧颗粒污泥。以产甲烷活性为恒量指标,通过改变海藻酸钠浓度、氯化钙浓度以及固定化时间,进行厌氧颗粒污泥固定化条件优化。最适固定化条件为:1%海藻酸钠,1.5%Ca Cl2浓度,10 min固定化时间。经固定化处理后的颗粒污泥,其产甲烷活性及稳定性均高于未经过固定化处理的颗粒污泥。

盐分对ASBR装置厌氧污泥产甲烷活性的影响

为研究盐分对处理餐厨垃圾的厌氧污泥产甲烷活性的影响,文章设计了甲烷转化率和日均甲烷产量与进水NaCl浓度负荷的对应关系的两种判断方法,用于确定盐分对厌氧污泥产甲烷活性的毒性负荷。结果表明:中温条件下(30℃~35℃),以模拟餐厨垃圾组分的混合短链脂肪酸为ASBR的进水基质,测定盐分对厌氧污泥产甲烷活性的毒性负荷,发现厌氧污泥对盐分有一定的耐受能力;在进水NaCl浓度≤16 g·L^-1时,对厌氧污泥的产甲烷活性无显著影响,但当进水中的NaCl浓度在24~64 g·L^-1 d^-1之间时,厌氧污泥甲烷活性毒性负荷两种判定方式,即厌氧污泥中的甲烷日均产量和甲烷转化率均与NaCl浓度呈现明显负相关,由此可得,使厌氧污泥活性下降10%和50%的NaCl浓度分别为22.07 g·L^-1,21.73 g·L^-1和51.22 g·L^-1,50.74 g·L^-1。说明适当的盐分可以提升ASBR中厌氧污泥的产甲烷活性,但过高的盐分浓度则会抑制产甲烷活性。

温度对低温选育复合菌系产甲烷活性的影响

通过低温驯化,以甲烷含量及产气量为研究指标,选育出一组稳定的低温、高效产甲烷复合菌系。14.0±0.5℃培养,15天时甲烷纯度达到63.3%、产气量为139mL,分别较样品提高386.0%和18.7%。SPSS分析表明,温度对产气量及甲烷含量的影响达到显著水平,根据回归方程计算得到复合菌系的最适产气温度为13.0～22.0℃。通过对产甲烷活性抑制与恢复性研究,结果表明30℃对复合菌系中的关键微生物的抑制作用具有不可恢复性,推测复合菌系中的微生物多为专性嗜冷产甲烷古菌。10%为该复合菌系最适接种量,8%为沼气发酵过程复合菌系的最佳底物浓度,且增加底物浓度接近干法水平复合菌系仍然可以完成发酵正常产气。

铵氮对ASBR装置厌氧污泥产甲烷活性的影响

为研究铵氮对处理餐厨垃圾的厌氧污泥产甲烷活性的影响,文章设计了甲烷转化率和日均甲烷产量与进水铵氮(NH+4-N)浓度负荷的对应关系两种判断方法,用于确定铵氮(NH+4-N)对厌氧污泥产甲烷活性的毒性负荷。结果表明:中温条件下(30℃~35℃),以模拟餐厨垃圾组分的混合短链脂肪酸为厌氧序批间隙式反应器(Anaerobic sequencing batch reactor,以下简称ASBR)的进水基质,测定铵氮(NH+4-N)对厌氧污泥产甲烷活性的毒性负荷,发现厌氧污泥对铵氮(NH+4-N)有一定的耐受能力;在进水铵氮(NH+4-N)浓度≤1 g·L^-1时,对厌氧污泥的产甲烷活性无显著影响,但当进水铵氮(NH+4-N)浓度在1.5~7.5 g·L^-1d-1之间时,厌氧污泥产甲烷活性毒性负荷两种判定方式,即厌氧污泥中的甲烷日均产量和甲烷转化率均与铵氮浓度呈现明显负相关关系,由此可得,使厌氧污泥活性下降10%和50%的铵氮(NH+4-N)浓度分别为1.61 g·L^-1,1.88 g·L^-1和6.82 g·L^-1,6.69 g·L^-1。实验说明适当的铵氮(NH+4-N)可以提升ASBR中厌氧污泥的产甲烷活性,但过高的铵氮(NH+4-N)浓度则会抑制产甲烷活性。

生物质炭提高稻田甲烷氧化活性

为了揭示生物质炭输入对稻田根际土壤产甲烷和甲烷氧化活性的影响,该文通过1a的田间试验,研究了2种原料制备的生物质炭(竹炭和水稻秸秆炭)对水稻根际土壤产甲烷和甲烷氧化活性的影响。结果表明,2种生物质炭因理化性质的不同,对水稻根际土壤产甲烷活性和甲烷氧化活性的影响存在较大差别。秸秆炭的输入可以显著提高水稻苗期根际土壤产甲烷活性,而竹炭在水稻的整个生长期对根际土壤产甲烷活性均没有显著性影响。竹炭和秸秆炭不稳定易降解组分含量的差异,使其对稻田土壤产甲烷微生物产生不同程度的影响,进而导致稻田根际土壤产甲烷活性响应差别。除抽穗期竹炭处理和成熟期秸秆炭处理,尿素施加并未显著改变生物质炭对根际土壤产甲烷活性的影响趋势。在水稻整个生长期,秸秆炭和竹炭对稻田土壤甲烷氧化活性都有促进作用,但只有秸秆炭在苗期和成熟期表现出显著性的差异。尿素对苗期和抽穗期根际土壤甲烷氧化活性有促进作用。与竹炭相比,秸秆炭输入在改善土壤通气条件、提高土壤pH值和电导率EC、以及K、P元素含量等方面更为有效,同时可能是秸秆炭对水稻根际土壤甲烷氧化活性产生显著性促进作用的潜在机理。

氨氮对厌氧颗粒污泥产甲烷活性的影响

利用取自ABR反应器中的厌氧颗粒污泥,通过间歇试验,研究了不同浓度氨氮对厌氧污泥产甲烷活性的影响以及活性恢复情况。实验结果表明:氨氮对厌氧颗粒污泥产甲烷活性的影响具有多重性,当氨氮浓度分别为0.2 g/L和0.4 g/L时,表现为促进产甲烷作用,二者的产甲烷能力分别比参考体系提高5%和10%;当氨氮浓度为0.8 g/L时,开始表现为抑制产甲烷作用,抑制程度为7%;并且随着氨氮浓度提高到2 g/L、3 g/L、4 g/L,厌氧颗粒污泥的产甲烷活性分别下降20%、28%、45%。此外,研究表明,氨氮影响产甲烷活性的浓度范围与具体的操作条件,如温度、pH值、碱度及污泥浓度等因素有关。

厌氧发酵系统中回流沼液的产甲烷活性研究

为确定两阶段厌氧发酵系统合理的污泥回流时段,对厌氧发酵系统排出沼液产甲烷活性进行了研究。通过对这些沼液在后储罐放置的不同天数（0~5 d）测定其不同的活性,用间歇实验方法测定最大比产甲烷活性（Um ax.CH4）作为厌氧污泥的产甲烷活性指标。结果表明,排出的沼液产甲烷活性在不同的时间段有所不同,经实验得出沼液放置第2 d时的产甲烷活性最高,从而确定该两阶段厌氧发酵系统排出污泥合理的回流时段应该是沼液进入后储罐的第2 d。进而为在线活性污泥与后储罐最佳活性时段污泥混合的污泥回流工艺提供理论依据。

海洋油气田沉积物产甲烷活性及微生物生态

海洋产甲烷古菌是与海洋中甲烷的产生、释放及天然气水合物的形成等密切相关的微生物类群.以产甲烷菌可能利用的底物为碳源,评价了海洋油气田沉积物的产甲烷活性.结果表明,海洋油气田沉积物对于H2/CO2、甲醇、一甲胺、三甲胺,在25℃和37℃两种温度条件下都具有较高的产甲烷活性,少数样品只在37℃对乙酸有产甲烷活性,说明在海洋油气田环境下,主要有氢营养型及甲基营养型发酵途径产生天然气甲烷.利用厌氧培养法对产甲烷菌进行了多样性解析,16S rRNA基因测序显示,优势产甲烷菌主要属于Methanosarcinales目的 Methanosarcinaceae科及Methanomicrobiales目的 Methanomicrobiaceae科,其中Methanococcoides、Methanogenium和Methanosarcina为油气田沉积物的主要菌属.