腐植酸前体物质木质素对褐煤生物甲烷化的影响

为提高褐煤制天然气的得率,探索腐植酸前体物质木质素对褐煤生物甲烷化利用的影响,对添加不同质量浓度木质素的褐煤生物甲烷化体系进行过程检测,解析发酵过程中pH值、VFA质量浓度、日产气量和总产气量的变化。研究结果显示,不添加木质素的对照褐煤发酵组的总产气量为911.00 mL,1 000 mg/L木质素质量浓度的褐煤发酵组的总产气量最低为718.00 mL,腐植酸前体物质木质素抑制褐煤生物甲烷化,木质素降解产生酚类物质,限制了微生物正常生长,进而限制微生物利用褐煤固定碳、挥发分作为碳源产生物甲烷,揭示木质素对褐煤厌氧发酵产甲烷的生成具有抑制作用。     

黄腐植酸对褐煤生物甲烷化的影响

为探索黄腐植酸对褐煤生物甲烷化利用的影响,提升褐煤制生物甲烷的产率,以内蒙古平庄褐煤为材料,在褐煤生物甲烷化反应体系中加入黄腐植酸,解析发酵过程中挥发性脂肪酸(VFA)浓度、辅酶F_(420)质量摩尔浓度对褐煤生物甲烷化日产气量和总产气量的影响。结果表明,添加1 500 mg/L黄腐植酸的褐煤发酵组的总产气量为838.9 m L,比对照组总产气量增加了49.6%,说明黄腐植酸对褐煤生物甲烷化促进作用显著。     

苯甲醛对泥炭产生物甲烷的影响研究

为改善泥炭生物转化甲烷产率低的现状,探索腐植酸降解产物苯甲醛对泥炭生物甲烷化的影响。以草本泥炭为原料,从其主要成分化学腐植酸的降解产物出发,在泥炭生物甲烷发酵体系中添加不同浓度苯甲醛,解析苯甲醛对日产气量、总产气量、辅酶F_(420)、COD、碱度和苯甲醛浓度的影响。结果表明,在50℃发酵温度下厌氧发酵30 d,对照组总产气量为381.8 m L,添加28.27 mmol/L苯甲醛泥炭发酵组总产气量达805.9 m L,与对照组相比增加了111.09%;日产气量最高达到162.8 m L,比同期对照组高152 m L; COD去除率达46.5%,比对照组提高了28.3%。添加腐植酸降解产物苯甲醛有利于促进泥炭甲烷发酵体系有机物降解,促进泥炭生物甲烷转化。     

酸、碱预处理对泥炭产甲烷影响

泥炭甲烷转化存在甲烷产量低的问题，为促进泥炭生物甲烷转化，探索酸、碱预处理对泥炭产甲烷的影响，先对草本泥炭进行酸、碱预处理，然后进行生物甲烷发酵，解析酸、碱预处理对泥炭甲烷发酵日产气量、总产气量、腐植酸、乙酸、葡萄糖、pH的影响。结果表明，酸预处理泥炭组第5天日产气量最高达8.71 mL/g(以泥炭的挥发性固体含量计，下同),比酸预处理泥炭对照组增加193.27%,碱预处理泥炭组第5天日产气量最高达3.67 mL/g,比碱预处理泥炭对照组峰值增加83.5%;酸预处理泥炭组总产气量达41.95 mL/g,比酸预处理泥炭对照组提高90.68%,碱预处理泥炭组总产气量为44.27 mL/g,比碱预处理泥炭对照组提高61.28%;酸、碱预处理均有利于促进泥炭甲烷发酵，其中碱预处理对泥炭产生物甲烷促进效果更显著，能显著提高泥炭生物甲烷产量。     

超微粉碎泥炭发酵产生物甲烷的研究

采用超微粉碎对泥炭进行预处理,研究了超微粉碎泥炭的粒度分布,测定了泥炭发酵产生物甲烷过程中的日产气量、总产气量及发酵体系的pH值、还原糖含量和挥发性脂肪酸含量,研究了超微粉碎预处理对泥炭发酵产生物甲烷的影响;并采用透射电镜分析了发酵前后超微粉碎泥炭的形貌,解析了超微粉碎对泥炭发酵产生物甲烷的影响机理。结果表明:超微粉碎泥炭发酵总产气量为805.7 mL,较200目泥炭发酵总产气量(579.7 mL)提高了38.98%;超微粉碎泥炭产生物甲烷的发酵周期为48 d,比200目泥炭的发酵周期延长了13 d,提高了总产气量。超微粉碎能够提高泥炭有机质的生物可降解性,提高泥炭生物甲烷产量,延长泥炭发酵周期。     

玉米芯与鸡粪混合发酵提高甲烷发酵性能

为提高玉米芯和鸡粪厌氧发酵甲烷产率,研究了玉米芯和鸡粪混合发酵性能。实验结果表明,玉米芯与鸡粪最佳混合比为5∶1,沼气和甲烷产率最高,分别是200mg/g和121.2mL/g（玉米芯/鸡粪,VS,下同),与单一鸡粪厌氧发酵相比,沼气产量提高了700%,玉米芯与鸡粪混合发酵有助于更多的生物质向甲烷转化。玉米芯与鸡粪在最佳比例下混合发酵时挥发性脂肪酸（VFAs）最高达2.56g/L,乙酸在VFAs中起主导作用。适当的鸡粪添加有助于体系氨氮含量增大和甲烷菌活性提高,过多鸡粪添加不利于甲烷总产量的提高。氨氮与VFAs的中和作用促进了体系的pH稳定。底物进料量对沼气产率有明显的影响,混合底物进料量为50g/L时总产气量最高,为7800mL,对应的甲烷体积分数为68.7%,而进料量为20g/L时沼气产率和甲烷产率最高,分别为325mg/g和184.3mL/g。玉米芯与鸡粪混合发酵能够改善碳氮底物（C/N）的发酵比、提高微量金属元素含量,是甲烷产率提高的主要原因。     

两种细菌降解新疆大南湖褐煤的最优工艺条件

利用8 mol/L的硝酸溶液对新疆大南湖褐煤原煤进行氧化预处理,采用冷湖游动微菌和格尔木马赛菌两种细菌对氧化煤进行降解实验,通过单因素和正交实验探索了培养方式、煤样粒度、接种量、煤浆质量浓度和降解时间对降解效果的影响,获得了冷湖游动微菌降解的最优工艺条件:摇床培养,煤样粒度为0.075 mm～0.125 mm,接种量为15 mL/50 mL培养基,煤浆质量浓度为0.5 g/50 mL培养基,降解时间为14 d,降解率达51%;格尔木马赛菌降解的最优工艺条件为:摇床培养,煤样粒度为0.075 mm～0.125 mm,接种量为2 mL/50 mL培养基,煤浆质量浓度为0.4 g/50 mL培养基,降解时间为16 d,降解率达59%,格尔木马赛菌是降解新疆大南湖褐煤的优势菌。利用红外光谱、热重和N_2吸附对原煤、氧化煤和剩煤进行表征,发现经硝酸作用后,氧化煤中■和■振动峰增多,热稳定性降低,孔隙结构改变,平均孔径增大,有利于细菌降解;细菌作用后,未降解的剩煤中■和■官能团减少,热稳定性提高,孔径增大。采用气相色谱-质谱联用技术对降解液相产物进行分析,结果显示,两种细菌降解液相产物中的化合物组成相似,主要含有烷烃类、芳香烃类、酯类等小分子物质,相对分子质量在40～408之间。基于固液相产物分析,推测出优势菌格尔木马赛菌降解新疆大南湖褐煤是多种机理共同作用的结果。     

褐煤含氧官能团对腐植酸产率的影响

空气作为氧化剂对胜利褐煤进行预氧化,采用碱溶酸析法提取褐煤腐植酸.研究氧化温度和氧化时间对褐煤含氧官能团质量摩尔浓度及腐植酸析出规律的影响,拟合了含氧官能团质量摩尔浓度和腐植酸析出量之间的关系.结果表明:随着氧化温度的升高,胜利褐煤表面含氧官能团质量摩尔浓度先增加后减少,褐煤中羧基质量摩尔浓度在150℃时达到最大值;随着氧化时间的增加,褐煤含氧官能团质量摩尔浓度逐渐增加;腐植酸产率随着氧化温度和氧化时间的增加而增大,随着含氧官能团质量摩尔浓度的增加而上升,酸性含氧官能团含量与腐植酸析出量之间的拟合关系式为y=32.36x-168,R~2=0.67.     

山西临汾褐煤微生物降解工艺条件的优化

对6株细菌和硝酸氧化的山西临汾褐煤进行菌-煤匹配降解实验,筛选出降解优势菌恶臭假单胞菌.在单因素试验的基础上,通过正交试验优化了恶臭假单胞菌降解临汾褐煤的工艺条件,得出的影响权重为:煤样粒度煤浆质量浓度培养时间接种量.较优降解工艺条件为:煤样粒度75μm,煤浆质量浓度0.200 0g/10mL,培养时间14d,接种量1.0mL/10mL.此条件下的降解转化率达到46.81%.对降解后的煤残渣和降解产物进行红外检测,结果表明:煤残渣在氧化煤既有波数处的吸收大部分已消失或者变弱,说明煤中的有机大分子已被恶臭假单胞菌降解成小分子,包含在降解后的黑色油状滤液中.滤液分级萃取物的GC-MS总离子流色谱证明了降解液中含有丰富的小分子有机物,且大多为脂肪烃、酯、羧酸及芳香族化合物.     

微生物降解低阶煤的研究及产物腐植酸的应用

腐植酸的合理施用是实现农业减施化肥目标的重要措施,是对国家新时代绿色化发展号召的积极响应。煤炭是植物残体在一定的地质条件下经过微生物的分解转化形成。低阶煤由于其煤化程度低、灰分及含水量高,容易被微生物降解转化形成水溶性腐植酸类产物。本文从腐植酸资源及其重要性、目前已报道的能降解褐煤的微生物资源、微生物降解褐煤的机理及降解产物腐植酸的应用等方面进行了详细的论述,并提出今后低阶煤微生物转化的研究和发展方向,以期为利用生物技术降解转化矿源腐植酸的研究及产品开发应用提供参考。     

添加Ni2+强化Klebsiella sp.发酵棉秆水解糖液产氢性能

将不同质量浓度Ni~(2+)添加至棉秆水解糖液发酵产氢系统,研究了Ni~(2+)添加对Klebsiella sp.发酵棉秆水解糖液合成生物氢过程的影响。结果表明:在Ni~(2+)添加质量浓度为20 mg/L处理下,Klebsiella sp.能获得最高的累积产氢量,其发酵120 h的累积产氢量较之对照组提高约24%。该添加质量浓度下,菌株通过Gompertz方程对累积产氢量拟合的动力学参数——产氢潜力P和最大产氢速率R_m值最高,分别可达2 957.65 mL/L和22.10 mL/(L·h),延滞期λ最短,仅为2.32 h。该添加质量浓度下,葡萄糖和木糖消耗率、ΔOD_(600)均值最高,较之对照组分别提高12.5%,5%和14.7%,说明适当质量浓度Ni~(2+)添加至Klebsiella sp.发酵棉秆水解糖液产氢系统有利于生物氢的合成、还原糖的消耗及菌体的生长。本研究结果为Klebsiella sp.更高效产氢和棉秆水解液更有效转化利用提供了理论基础和技术参考。     

高活性腐植酸系植物营养生长素

一、前言 本文介绍的高活性植物营养生长素包括(A):风化煤、褐煤、泥炭(之一)降解产物——酸碱介质及硬水可溶的溶剂化腐植酸和     

活化条件对褐煤中水溶性腐植酸含量的影响

为提高褐煤中水溶性腐植酸含量,提高褐煤在农业中的应用效果,研究了温度,活化剂浓度、时间对褐煤中水溶性腐植酸含量的影响.结果表明,随着温度的提高、活化剂浓度的增加、活化时间的延长,褐煤中水溶性腐植酸含量均有提高的趋势;对褐煤中水溶性腐植酸含量影响的重要程度为活化剂浓度>活化剂温度>时间,活化褐煤的优化条件为温度60℃,时...     

褐煤空气氧解生产腐植酸及腐植酸絮凝研究

空气作为氧化剂对褐煤进行氧化,采用"碱溶酸析"法提取褐煤中的腐植酸,探究氧化温度和氧化时间对褐煤中腐植酸质量分数及腐植酸絮凝特性的影响。对氧化前后的褐煤、残渣及腐植酸进行表征,探究褐煤的氧化机理。结果表明最佳工艺条件是:氧化温度为150℃,氧化时间为2 h,在此条件下褐煤中总腐植酸质量分数为56.3%,游离腐植酸质量分数为51.9%,褐煤腐植酸的絮凝极限值为8.8 mmol/L。由研究结果可知:氧化后褐煤中氧元素质量分数明显升高,含氧官能团增加;腐植酸与黄腐酸中氧元素质量分数较高,与腐植酸相比,黄腐酸氧质量分数较高,分子量较小;氧化后褐煤腐植酸的絮凝极限比原煤腐植酸高。     

磷酸预处理对芦苇秸秆与牛粪混合厌氧发酵的影响

为研究酸预处理对芦苇秸秆-牛粪混合厌氧发酵的影响,采用6%磷酸对芦苇秸秆进行预处理,并与牛粪混合进行厌氧发酵制沼气实验,同时对酸预处理组和对照组在厌氧发酵过程中产气量、p H、COD以及发酵前后混合原料木质纤维素变化情况进行分析。结果表明,酸预处理提高混合原料发酵的产气量,其总产气量为97.24 m L/g,比对照组的产气量13.69 m L/g高出610.3%;酸预处理组p H更接近中性,表明该系统具有更好的抵御酸化能力和稳定性;酸预处理提高了发酵体系COD的含量,促进发酵原料的降解。研究表明,芦苇秸秆可以作为发酵原料进行再利用,且磷酸预处理可以提高发酵系统缓冲能力和原料利用效率。     

催化氧解风化煤、褐煤制备腐植酸的研究综述

风化煤、褐煤氧化降解(简称氧解)制备腐植酸过程缓慢、产率不高,通过加入催化剂后可显著提高氧解产物收率。催化氧解具有操作条件温和,有利于减少环境污染等优点,是一种比较有前途的制备腐植酸的方法。本文从风化煤、褐煤硝酸氧解制备腐植酸过程中加入过氧化氢、固体超强酸、铁系催化剂、碳纳米管复合催化剂等提高氧解产物腐植酸的收率,催化氧解后腐植酸的提取及结构表征等方面进行综述,并对腐植酸的制备进行展望,为腐植酸的生产应用提供参考。     

年青煤硝酸氧解制备硝基腐植酸的研究

对山东龙口的洼里褐煤、北皂长焰煤进行了稀硝酸氧化降解制备硝基腐植酸的实验研究，获得了影响硝基腐植酸产率的诸因素，如硝酸浓度、氧解温度、氧解时间、煤粒度等的影响规律。对氧解产物硝基腐植酸进行了ＦＴ－ＩＲ，光密度Ｅ＿４／Ｅ＿６以及主要活性基团的测定，论述了煤硝酸氧化降解的化学反应模式。     

H_2O_2氧化胜利褐煤制备腐植酸的影响研究

氧化预处理是褐煤制备腐植酸工艺中提高腐植酸产率的有效手段,以胜利褐煤为原料,腐植酸产率为目标值,考察了不同介质、氧化温度、H_2O_2质量分数及氧化时间等反应条件对氧化褐煤制备腐植酸产率的影响,对煤样和腐植酸产物进行了氧含量和含氧官能团的分析。结果表明,H_2O_2氧化褐煤可以明显促进腐植酸产率增加,H_2O_2和NaOH混合溶液对褐煤氧化时,腐植酸产率大于单一介质处理时的腐植酸产率;随着反应温度的升高,腐植酸产率逐渐增大;随着H_2O_2质量分数的升高,腐植酸的产率逐渐增加;随着氧化反应时间增大,腐植酸的产率在60 min时达到最大值。通过分析表明,氧化后腐植酸中氧质量分数明显增加,含氧官能团的种类没有明显变化,但是羧基和酚羟基质量分数分别增加了50.0%和33.7%。     

褐煤与水稻秸秆共降解增产甲烷机理研究

以褐煤与水稻秸秆共降解为研究对象，采用高通量测序、气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)、X射线衍射仪(XRD)、核磁共振碳谱(¹³C-NMR)分析了共降解对甲烷生成过程中微生物菌群、中间代谢产物、煤与秸秆结构等的影响规律，以进一步明晰共降解增产甲烷机理。结果表明：褐煤与水稻秸秆共降解甲烷产量为388.47μmol,比二者单独降解甲烷产量之和高116.53%;共降解作用下，梭状芽孢杆菌属(Clostridium)和副梭菌属(Paraclostridium)等纤维素降解菌相对丰度显著增大，有效提高了菌群对煤和秸秆中纤维素及其衍生化合物的降解能力，同时氨氧化古菌活性增强，有利于氮循环；共降解后发酵液中有机酸含量提高，一方面有机酸为甲烷生成提供了充足底物，另一方面有机酸作用于煤结构，提高煤的生物有效性；水稻秸秆纤维素结晶度在共降解后降低幅度增大，使其更容易被水解用于产甲烷；共降解促进了褐煤芳香族化合物的降解，芳碳率下降更多。因此，水稻秸秆作为一种结构简单的碳源，能够诱导、调整甲烷生成中的微生物群落结构，增强煤中芳香碳和纤维素类有机物以及秸秆纤维素的降解，同时促进有机酸生成，...     

微生物降解褐煤产生黄腐酸的研究

总结了本课题组在微生物降解褐煤生产黄腐酸方面的研究成果及进展：选育了高效降解菌种,确定了降解内蒙褐煤生产黄腐酸的技术参数,研究了一株青霉降解褐煤的机制,详细研究了降解产物的化学特性,田间实验证明降解产物不仅能促进作物生长而且能明显改善西兰花品质,具有很好的经济效益。同时,展望了生物技术在腐植酸产业上的应用前景。