春季果蔬类废弃物在厌氧条件下产生挥发性脂肪酸(VFAs)的效果

果蔬类废弃物是餐厨垃圾中重要的一类,其产生量不可小觑。对餐厨垃圾进行厌氧消化处理,产生的挥发性脂肪酸(VFAs)可以用于污水处理厂脱氮除磷的外加碳源。论文通过间歇模式研究了春季时令果蔬组合在厌氧水解过程中产生挥发性脂肪酸的效果,并考察了VFAs的浓度、组成以及VS(挥发性固体)转化率等指标随时间的变化。研究结果表明,在pH值为6、温度为35℃的间歇模式下,春季果蔬类废弃物的产酸效果良好,VFAs转化率为0.36 g·(gVfed)^(-1)。

生物表面活性剂烷基多苷强化含油污泥厌氧资源化利用的机制解析

为了探究生物表面活性剂烷基多苷(APG)对含油污泥的厌氧资源化利用的影响,构建了序批式厌氧污泥反应器,探究了APG的含量对含油污泥资源化利用的影响,结果表明APG能够高效地提高含油污泥厌氧发酵产挥发性脂肪酸(VFA),且APG的最佳含量为6%,对应VFA的最大浓度为186.5 mg/g VSS。APG促进了VFA内小分子羧酸如乙酸和丙酸的占比。APG提高了含油污泥的溶出和水解过程,促进了有机质的释放。此外,APG有效促进了油脂的释放与利用,在6%APG组别内,油脂利用率高达75.6%。酶活性分析揭示APG促进了负责水解方面蛋白质和淀粉酶,酸化过程PTA、AK和BK的相对活性。APG促进了含油污泥厌氧发酵内副产物氨氮和磷酸盐的释放。研究结果拓宽了APG的应用范围并为含油污泥的资源化提供备选方案。

采用B1-corrected variable-flip-angle(VFA)的定量动态增强MRI在乳腺良恶性病变的研究`

目的探讨采用B1-corrected VFA技术的定量动态增强(Dynamic Contrast Enhancement,DCE)MRI在乳腺良恶性鉴别诊断中的价值。方法前瞻性研究本院63例乳腺疾病患者,行3.0 T DCE-MR检查,结合B1-corrected VFA技术获得T1值,在此基础上计算出DCE-MRI定量参数:容量转移常数(Ktrans)、速率常数(Kep)和血管外细胞外间隙容积比(Ve),对乳腺恶性、良性及正常腺体组获得的定量参数行Kruskal-Wallis检验;最后绘制ROC(receiver operating characteristic curve,ROC)曲线。结果恶性肿瘤组Ktrans、Kep、Ve中位数(最小值最大值)分别为0.010(0.0010.118)min-1、0.145(0.0020.863)min-1、0.058(0.0020.611);良性病变组Ktrans、Kep、Ve中位数为0.238(0.0090.740)min-1、0.365(0.0201.012)min-1、0.517(01810.923);正常腺体组Ktrans、Kep、Ve中位数为0.812(0.1212.352)min-1、1.147(0.3282.363)min-1、0.712(0.4041.183)。Kruskal-Wallis检验显示三组间Ktrans、Kep、Ve P<0.05,均有统计学意义;良恶性组间、恶性与正常组间的Ktrans、Kep、Ve差异有统计学意义,而良性和正常组之间的Ve值无统计学意义。三者AUC分别为0.875、0.957、0.707,三者判断乳腺良恶性变的Ktrans、Kep、Ve敏感度分别为93.8%、97.9%、45.8%;特异度分别为66.7%、86.73%、86.7%。结论结合B1-corrected VFA序列测量的3.0T DCE-MRI参数Ktrans、Kep、Ve可以反映乳腺良恶性病变的血流灌注特征,可用于乳腺病变良恶性的鉴别诊断。

日粮精粗比对舍饲育肥牦牛瘤胃菌群结构、挥发性脂肪酸及其转运载体表达量的影响

[目的]本试验以舍饲育肥牦牛为研究对象,探究日粮精粗比对舍饲育肥牦牛瘤胃代谢的影响,期望为青海牦牛规模化、产业化和现代化养殖过程中日粮精粗比调控提供参考。[方法]对15头试验牛群进行分组,分别饲喂精粗(质量)比为3∶7(A组)、5∶5(B组)、7∶3(C组)的全混合日粮(total mixed ration,TMR)。饲喂90 d后于凌晨空腹屠宰,采集瘤胃液和瘤胃上皮组织,通过16S核糖体RNA(16S ribosomal RNA,16S rRNA)高通量测序、气相色谱、RT-qPCR以及Western blot试验方法,探究不同精粗比日粮饲喂下,舍饲育肥牦牛瘤胃细菌菌群结构、瘤胃发酵参数以及瘤胃上皮中挥发性脂肪酸(VFA)转运载体表达量的变化。[结果]日粮精粗比显著影响瘤胃细菌菌群结构,随着精料占比升高,在门水平上,拟杆菌门(Bacteroidetes)、螺旋体门(Spirochaetes)和黏胶球形菌门(Lentisphaerae)相对丰度显著上升(P<0.05),厚壁菌门(Firmicutes)和软壁菌门(Tenericutes)相对丰度显著下降(P<0.05);属水平上,随着精料比例提高,理研菌科RC9肠道群(Rikenellaceae RC9 gut group)、克里斯腾森菌科R7群(Christensenellaceae R7 group)、Saccharofermentans、产琥珀酸菌属(Succiniclasticum)和Lachnoclostridium相对丰度显著升高(P<0.05),C组牦牛瘤胃球菌属(Ruminococcus)和拟杆菌属(Bacteroides)相对丰度显著低于A组(P<0.05),B组和C组牦牛普氏菌属(Prevotella)、假丁酸弧菌(Pseudobutyrivibrio)和密螺旋体属(Treponema)相对丰度显著高于A组(P<0.05)。日粮精粗比对瘤胃pH值及VFA产量影响显著,精粗比上升显著下调瘤胃内容物pH值(P<0.05),乙酸浓度、乙酸浓度/丙酸浓度显著降低(P<0.05),丙酸、戊酸和总VFA浓度显著升高(P<0.05),与A、B组相比,C组丁酸和异丁酸浓度显著升高(P<0.05)。日粮精粗比对瘤胃上皮VFA转运载体表达量影响显著。随着日粮精料比例升高,腺瘤下调蛋白基因(DRA)、假定阴离子转运载体1基因(PAT1)、单羧酸转运载体1基因(MCT1)和单羧酸转运载体4基因(MCT4)在mRNA水平的相对表达量显著升高(P<0.05),而阴离子交换蛋白2基因(AE2)在mRNA水平和蛋白水平的相对表达量则显著下降(P<0.05),上述基因的蛋白表达趋势与mRNA的一致。随着日粮精粗比例升高,牦牛的生产性能,即平均日增重、饲料转化率、屠宰率也随之提高,且具有显著差异(P<0.05)。[结论]饲喂高精料日粮可提升牦牛瘤胃中非纤维素降解菌的相对丰度,使大量能量饲料和蛋白饲料快速转化为VFA,为机体供能。激活瘤胃上皮细胞中VFA转运载体,提高其表达量,加快VFA转运入血的速度,以提高脂肪代谢底物,最终达到快速育肥的效果。

补饲不同剂量甘油对空怀期母羊养分表观消化率、瘤胃内环境、挥发性脂肪酸吸收的影响

本试验旨在研究补饲不同剂量甘油对空怀期母羊养分表观消化率、瘤胃发酵参数、瘤胃上皮挥发性脂肪酸(VFA)吸收相关基因表达及瘤胃形态结构的影响。随机选取40只健康、年龄相近、体重接近的成年空怀期母羊,平均分配到对照组、试验Ⅰ组、试验Ⅱ组和试验Ⅲ组,每组10个重复,每个重复1只。其中,对照组饲喂基础饲粮,试验组除饲喂基础饲粮外,每日分别额外灌服1%、7%、12%的甘油(干物质占比,经估算每日每组各母羊平均干物质采食量约为1.3 kg,各组甘油灌服量分别为10、70、120 mL,甘油纯度:99.88%,燃烧能值:18.1 MJ/kg)。预试期14 d,正试期60 d。结果表明:1)试验Ⅱ组中性洗涤纤维(NDF)、酸性洗涤纤维(ADF)、粗灰分(Ash)表观消化率显著高于对照组(P<0.05),且试验Ⅱ组NDF和ADF表观消化率也显著高于试验Ⅰ组(P<0.05),其余各组之间均无显著差异(P>0.05)。2)试验Ⅰ组瘤胃液pH显著低于对照组与试验Ⅱ组(P<0.05);与对照组相比,试验Ⅰ组和试验Ⅲ组的瘤胃内总挥发性脂肪酸(TVFA)含量显著高于对照组(P<0.01),试验Ⅱ组显著高于对照组(P<0.05);对照组瘤胃乙酸、丙酸含量与试验Ⅰ组、试验Ⅲ组差异极显著(P<0.01),与试验Ⅱ组差异显著(P<0.05);丁酸含量、各VFA占比及乙酸/丙酸在各组之间差异不显著(P>0.05)。3)随着甘油饲喂量的增加,下调式腺瘤载体(DRA)、Na^(+)/H^(+)交换蛋白3(NHE3)和质子泵型ATP酶(vH^(+)ATPase)在瘤胃上皮中的表达先增后降,而单羧酸转运蛋白1(MCT1)、单羧酸转运蛋白4(MCT4)和Na^(+)/H^(+)ATP酶(Na^(+)/K^(+)ATPase)在瘤胃上皮中的表达逐渐下降。Na^(+)/H^(+)交换蛋白1(NHE1)和Na^(+)/H^(+)交换蛋白2(NHE2)在各组之间相对表达量并无显著差异(P>0.05)。4)对照组、试验Ⅰ组与试验Ⅱ组瘤胃乳头形态良好,试验Ⅲ组瘤胃角质层出现受损现象;各试验组乳头宽度极显著低于对照组(P<0.01),乳头高度显著高于对照组(P<0.05);试验Ⅱ组、试验Ⅲ组角质层和颗粒层厚度显著低于对照组、试验Ⅰ组(P<0.05)。综上所述,每日额外灌服适量甘油能够提高空怀期母羊养分表观消化率,有效改善瘤胃发酵环境,促进瘤胃上皮角质层、颗粒层的生长以及部分VFA吸收相关基因在瘤胃上皮中的表达,且在本试验条件下,7%灌服剂量效果较好。

高盐高油对餐厨垃圾厌氧发酵酶活性及产VFAs的影响

为探究高盐高油对厌氧发酵产酸及相关酶活性的影响,该研究以餐厨垃圾为发酵原料,在接种物质量为30%、TS(Total Solids)为8%、温度为35℃、初始pH值为7的条件下进行批式厌氧发酵试验,研究盐、油质量浓度为5、7、9、11、13、16 g/L的6个条件对发酵过程中的SCOD(Solluted Chemical Oxigen Demand)、VFAs(Volatile Fatty Acids)、淀粉酶、蛋白酶、辅酶F420和脱氢酶活性的影响。结果表明:随着盐油浓度的提高,SCOD峰值下降了23%~38%,并出现了2~3 d的延迟;高盐高油条件下产酸以丁酸为主,丙酸、乙酸和异戊酸含量次之,正己酸、异丁酸、正戊酸的含量最低,不同盐油条件下VFAs各组分比例差距较小;相关酶活性峰值均降低了5%~35%,相关酶活性峰值均推迟了3~6 d出现,盐油浓度越高抑制现象越明显。研究结果可为高盐高油对厌氧发酵的影响和后续试验提供参考。

超声波预处理对餐厨垃圾产VFAs的影响

采用超声波预处理餐厨垃圾以提高产挥发性脂肪酸(VFAs)产率.结果表明,在超声强度720W/L下处理15min后,餐厨垃圾SCOD含量比原样中SCOD提高了1倍,其中有机质中碳水化合物溶出量最大,由原样中8.2g/L提高到处理后的43.5g/L;在pH=6、温度35℃条件下,对含固率约为12%的餐厨垃圾进行厌氧发酵,未预处理和超声处理后的餐厨垃圾产生的VFAs最大值分别达到33.4,42.5g/L,经超声预处理的餐厨垃圾产VFAs的量提高了27.2%.

腐植酸、EDTA、Cr(Ⅵ)调控猪粪尿废水异化Fe(Ⅲ)还原偶联VFAs的转化能力比较

以人工合成Fe(OH)3作为电子受体,在猪粪尿废水中添加具有铁还原能力的菌株,厌氧恒温培养,通过对猪粪尿废水中添加不同浓度腐植酸、EDTA、Cr(Ⅵ),揭示3种典型理化因素调控猪粪尿废水中异化Fe(Ⅲ)还原偶联挥发性脂肪酸(Volatile fatty acids,VFAs)转化能力。结果表明,电子穿梭体腐植酸促进Fe(Ⅲ)还原,加速VFAs降解,而络合剂EDTA和重金属Cr(Ⅵ)则会阻碍Fe(Ⅲ)还原,减缓VFAs降解。虽然三种影响因子影响机理不同、途径不同,但最终Fe(Ⅲ)还原和VFAs平衡点不变。

半纤维素分解菌群HMC的微生物群落结构及功能

为明确半纤维素分解菌群HMC(hemicellulolytic microbial consortium)的微生物群落结构及其在半纤维素降解中的潜在功能;该研究测定了其在降解半纤维素主链木聚糖及玉米芯的典型理化指标,并利用16S rDNA测序技术及生物信息学手段对其微生物群落结构及功能注释进行了宏基因组学分析。结果表明,HMC在7 d内能高效降解木聚糖和玉米芯,降解率达80%,木聚糖降解产生的高值产物包括还原糖、甲酸、乳酸及乙酸,最高浓度分别为1.30、0.50、1.19与1.23 mg/mL,HMC降解玉米芯时可累积挥发性脂肪酸浓度高达3.54 mg/mL。HMC是由厚壁菌门Firmicutes的多个属的微生物组成的复合微生物菌群,宏基因组分析揭示了HMC在木聚糖降解过程中的关键碳水化合物活性酶系;HMC的半纤维素降解酶系完整,包括19个木聚糖分解及下游产物代谢相关的酶;同时涵盖了乙酸、乳酸等半纤维素关键分解产物代谢相关的通路。HMC蕴含半纤维素及玉米芯高值生物转化的潜力,该研究为深入探究半纤维素在生物降解应用中的分子机制提供了重要线索,有助于推动天然半纤维素生物降解技术的发展。

污泥厌氧发酵产酸的研究进展

污泥厌氧发酵是污水处理厂对污泥实现部分稳定化、减量化和资源化的常用策略。污泥厌氧发酵会产生短链脂肪酸(VFA),且由于发酵时间短、经济价值高、应用范围广而广受关注。综述污泥厌氧发酵产酸的研究进展,有助于污泥的资源化回收。本文讨论了C/N值、pH、温度,以及污泥停留时间等工艺参数对污泥厌氧发酵产酸的影响,并总结了4种预处理方式(物理预处理、化学预处理、生物预处理、联合预处理)对污泥厌氧发酵的影响,以期为提高污泥厌氧发酵产酸效率提供参考。

某油田生产流程硫化氢治理技术研究

通过分析某油田的生产历史和硫化氢成因机理,制定针对性的生产流程硫化氢治理方案,并在现场采用两种治理药剂,对油田生产流程中的硫化氢污染进行加药治理。通过对现场生产水中SO42-、S2-、VFA及伴生气中的硫化氢浓度检测结果说明,两种药剂均有明显治理效果;在硫化氢浓度和产量两个指标上分析,药剂I的治理效果优于药剂II的治理效果;同时两种药剂均对有益菌NRB的增殖和SRB的抑制效果起到促进作用。

含砂量对污泥碱性发酵产挥发性脂肪酸的影响

我国城市污水处理厂普遍存在污泥含砂量较高的现象。研究了含砂量(15%、30%、45%和60%)对污泥碱性发酵产挥发性脂肪酸(VFAs)的影响。结果表明,含砂量的升高抑制了污泥的水解酸化,含砂量从15%升高至60%,VFAs从(314.0±11.93)mg CODCr/(g VSS)降至(257.1±12.34)mg CODCr/(g VSS)。随含砂量的升高,溶解性蛋白质浓度从(75.83±2.79)mg/(g VSS)下降至(58.40±0.90)mg/(g VSS),类色氨酸和类芳香蛋白质的荧光强度以及小相对分子质量(<1 kDa)蛋白质的浓度均有所下降,Firmicutes(厚壁菌门)、Proteobacteria(变形菌门)及Acinetobacter(不动杆菌属)等水解酸化细菌的丰度也明显降低,进而导致了VFAs产量的降低。本研究对于高含砂量污泥碱性发酵产酸系统的运行优化具有指导意义。

IC反应器处理制浆造纸废水工程应用研究

本文详细介绍了生化处理部分的IC反应器在制浆造纸废水处理中的工程应用。现场运行效果显示,该处理工艺耐冲击负荷、运行效果好、运维方便与节能效果明显,如SCOD去除率接近设计要求的60% ,VFA 去除率达到78%,相对较高。本研究对同类型的造纸废水、印染废水等高浓度的污、废水处理提供工艺技术选择、运行与管理上的经验,具有较高的现实意义与推广价值。

秋季果蔬类废弃物产VFAs效果及应用研究

果蔬类废弃物含水率高、产生量大,采用厌氧消化的工艺对果蔬类废弃物进行处理,可以产生含有大量挥发性脂肪酸(VFAs)的溶液,用作污水或渗滤液处理厂脱氮除磷的外加碳源。研究在间歇反应的最佳条件下(pH值=6,温度=35°C),探究了秋季果蔬类废弃物厌氧水解产VFAs的效果,考察了VFAs浓度、VFAs组成、挥发性固体(VS)转化率等指标的变化。结果表明,秋季果蔬类废弃物的产酸总量较低,VFAs质量浓度在82 h时达到8 062.9 mg/L。用于人工配水反硝化处理效果良好,可以达到一级A排放标准。

华南地区低有机质污泥碱性厌氧产酸(VFAs)性能机理与菌群分析

目前,我国利用剩余污泥产挥发性脂肪酸（VFAs）的碳源化研究主要集中在对华东和北方地区污水厂污泥的利用,而采用华南地区污水厂剩余污泥进行产酸的研究较少,且对其开展实际现场产酸特性的研究更是少见报道。采用半连续式厌氧产酸反应器,对广东省肇庆市鼎湖区污水处理厂剩余污泥产挥发性脂肪酸的系统特性进行了试验研究。研究结果表明,系统在碱性条件下（p H=10.0）具有良好的水解产酸性能。VFAs对应的COD（VFAs-COD）占SCOD的比重较大,平均占比73.89%,高于现有同类研究结果 2%～15%。同时仅伴随着少量的多糖和蛋白质积累（对应的COD占SCOD的比重为5%～15%）。乙酸为主要的VFAs组成成分,平均占比51.43%,系统优势菌几乎全部为产酸菌,包括Acetoanaerobium sp.、Clostridiales bacterium Z-810、Proteinivorax tanatarense strain Z-910、Tissierella sp.,其中Acetoanaerobium sp.、Clostridiales bacterium Z-810在同类研究中暂无报道。系统产酸过程中可实现33.5%的污泥减量率。

正交定向调控VFAs奇偶数比率对合成PHAs的影响

为了定向调控挥发性脂肪酸(VFAs)中奇偶数碳比率,在合成聚羟基链烷酯(PHAs)过程中改变PHB和PHV的比率,从而改变可生物降解塑料的内在性能。以淘米水为单一发酵对象,将pH值、温度、发酵天数作为影响因素,通过L9(33)正交试验观察VFAs中奇偶数脂肪酸变化,和污泥中聚磷菌合成PHAs的变化规律。结果表明当温度为35℃,pH值为8,第7天时奇偶数碳比率约为1∶1;当温度为25℃,p H值为8,第9天时奇偶数碳比率约为1∶2;当温度为45℃,pH值为6,第7天时奇偶数碳比率约为1∶3。将这3种不同比率的组合等量投加至污泥中,PHAs含量有显著增加,其中发酵液奇偶数碳比率为1∶1时PHAs积累量最高,为80.69 mg/L。研究表明pH值对偶数脂肪酸影响最大,发酵天数对奇数脂肪酸影响最大。而且发酵液比化学碳源更有利于PHAs的合成,使厌氧阶段PHB的质量分数显著增加,好氧阶段PHV的质量分数显著增加。

UASB和EGSB反应器降解挥发性脂肪酸(VFAs)性能的对比研究

室温下(20℃～25℃)运行UASB和EGSB反应器处理挥发性脂肪酸(VFAs),对两者的降解性能进行了研究。采用改变进水浓度和进水流量两种方式改变反应器运行负荷,结果表明室温条件下,EGSB反应器与UASB反应器相比,在处理高浓度挥发性脂肪酸上,前者具有COD去除率高、运行稳定、耐冲击能力强等优点。EGSB反应器的出水回流提高了反应器内上升流速,强化了反应器内的传质过程,使EGSB具有较高的处理效率和运行稳定性。

放牧藏绵羊暖、冷季瘤胃VFAs与SGLT1基因表达特征关联分析

旨在探究藏绵羊应对暖、冷季营养供给不均衡以及冷季营养供给严重匮乏的适应机制。本研究对放牧藏绵羊暖、冷季瘤胃挥发性脂肪酸(VFAs)和瘤胃、小肠、大肠组织SGLT1基因相对表达量进行测定,并进行VFAs与SGLT1基因表达的相关性分析。结果表明:冷季VFAs含量显著高于暖季(P<0.05),除丁酸外,其他VFA含量在暖、冷季均呈显著性差异(P<0.05);冷季的乙酸/丙酸(A/P)值显著高于暖季(P<0.05)。暖季胃肠道组织的SGLT1基因表达量均显著高于冷季(P<0.05),小肠SGLT1基因表达量在暖、冷季均显著高于瘤胃和大肠(P<0.05)。相关性分析发现,乙酸、丙酸与SGLT1基因之间呈显著性负相关(P<0.05),异丁酸、丁酸、异戊酸、戊酸与瘤胃SGLT1基因之间呈显著性正相关(P<0.05)。因此,由于暖、冷季放牧藏绵羊胃肠道的营养吸收水平不同,暖、冷季瘤胃VFAs含量和SGLT1基因表达量存在季节差异性,以及瘤胃VFAs与SGLT1基因间存在显著相关性。表明藏绵羊瘤胃VFAs与宿主的互作关系影响其营养胁迫的适应机制。

淘米水内在发酵特性与VFAs的量化关系变化规律

为了研究餐厨类废弃物定向产挥发性脂肪酸(Volatile Fatty Acids,VFAs)的基质释放机理,将淘米水作为单一研究对象,探究其分别在原始状态和不同p H值下VS、SCOD、氨氮、可溶性糖与VFAs之间的量化关系和关联程度。结果表明,淘米水原始状态下有机质转化为VFAs的转化率较低,调节p H值使内在发酵特性含量和VFAs总量有显著增加,其中p H=7对其影响最大,VFAs产率(以VS计)为267. 14 mg/g,VFAs/SCOD比值为55. 84%,氨氮溶出量(以VS计) 20. 24 mg/g,可溶性糖转化率为88. 3%。VS和SCOD与VFAs关联程度大,其次是氨氮、可溶性糖,VFAs大部分由有机质水解产生,少部分来自氨氮溶出、可溶性糖转化。p H值不会改变量化和关联趋势,但使产酸天数和发酵周期提前。

有机废物发酵基质释放规律对VFAs产量的影响

试验选用水稻壳、淘米水、花生渣和水果皮,在35℃±0.5℃条件下进行22 d的厌氧发酵处理,研究了不同有机废物厌氧发酵过程中二次基质释放对VFAs产量的影响。试验结果表明:其VFAs产量的最高值分别为42.4,76.5,264.0,10.5 mg COD·g^(-1)VS;VS的降解率分别为20.9%,59.9%,67.6%,35.6%;SCOD的减量分别为85.8,552.5,568.3,495.8 mg·g^(-1)VS。由此得出,水稻壳、淘米水、花生渣这3种的VFAs产量的变化规律相似,其VS降解率越高,SCOD减量越大,则VFAs产量越高;其中花生渣的VFAs的产量最高;而水果皮发酵液的pH值基本低于3.5,导致了VFAs产量过低。此外,NH_4^+-N和可溶性糖的释放分别对花生渣、淘米水的VFAs产量的影响较为明显。