不同温度下氢氧化钠预处理对玉米秸秆甲烷产量的影响(英文)

利用农作物秸秆进行厌氧发酵生产沼气是解决我国农村能源紧张的重要途径,然而秸秆中难以降解的木质纤维结构导致在发酵过程中甲烷转化率较低。利用自行设计的可控性恒温发酵装置,以玉米秸秆为发酵原料,分析了在不同温度条件下氢氧化钠(NaOH)预处理对秸秆木质纤维结构以及厌氧发酵产气效率的影响。结果表明,NaOH预处理能够显著降低玉米秸秆的木质纤维素含量,与未预处理的秸秆相比,经NaOH处理后的秸秆纤维素含量降低了24.4%~33.2%,半纤维素含量降低了14.2%~52.4%,木质素含量降低了9.3%~29.3%。在6%、8%和10%浓度中,经8%NaOH处理的秸秆在55℃下的甲烷产量最高,达到188.7 ml CH4·(g VS)?1,较未处理的增加了84.2%,因此可作为提高秸秆厌氧发酵产气效率的预处理方法。     

一株耐酸碱嗜热产甲烷菌的分离与系统发育分析

从垃圾填埋场分离得到一株嗜热产甲烷菌RY3。该菌株具有优良的耐酸碱性能,其生长pH范围为5.5～10.5,最适生长pH为6.0～8.0。菌株RY3为革兰氏阳性,长杆状,多数单生,不运动;菌落浅黄色,形状近圆形;利用H_2+CO_2或甲酸盐作为唯一碳源生长,不利用乙酸盐,对氯霉素非常敏感。该菌最适生长温度为55～65℃,最适NaCl浓度为0～2%。根据形态和生理生化特性及16S rDNA序列分析将其初步定为Methanothermobacter thermautotrophicus。添加RY3菌液与仅添加厌氧污泥作为接种物相比一周内可使达到最大产甲烷速率所需时间缩短2/3,甲烷总产量提高约1.8倍。     

稀硫酸预处理玉米秸秆条件的优化研究

对稀硫酸预处理玉米秸秆优化工艺条件进行了试验研究,在考察温度、时间、稀硫酸质量分数、固液质量比和玉米秸秆粒度5个单因素对预处理效果影响的基础上,采用响应面分析法对预处理条件进行优化,建立了以戊糖得率为响应值的二次回归方程模型,得到最佳预处理条件为水解温度120℃,水解时间75 min,稀硫酸质量分数1.0%,固液质量比1∶15,玉米秸秆颗粒为40目。此条件下,理论预测戊糖得率为65.018%,试验验证戊糖得率为64.37%,与预测值接近,说明预测模型可靠性较高,可应用于稀酸预处理条件的优化。     

玉米秸秆产生物燃气及其微生物群落解析

为研究玉米秸秆产沼气及其发酵过程中微生物群落变化,以预处理后的玉米秸秆为原料,采用10 L厌氧反应器进行批式中温发酵产沼气。同时取样利用454焦磷酸测序法测定发酵过程中微生物群落的变化。结果表明:该系统启动迅速,在第3 d就达到产气高峰7.78 L,料容产气率为0.97 L·L?1·d?1,46 d原料沼气产率和甲烷产率分别为236.84 ml·(g VS)?1和132.23 ml·(g VS)?1。454焦磷酸测序及分析表明系统中古菌主要为甲烷微菌纲(Methanomicrobia,占总OTU的89.63%),其次为热原体纲(Thermoplasmata,8.51%)古菌。发酵系统中共有22~29个细菌门,其中优势菌群为拟杆菌门(Bacteroidetes,平均含量46.07%)、变形菌门(Proteobacteria,平均含量20.51%)和厚壁菌门(Firmicutes,平均含量13.09%)。玉米秸秆沼气系统微生物群落结构的阐明可为秸秆沼气工程调控提供科学数据。     

玉米秸秆与猪粪混合发酵产沼气及其细菌解析

以总固体1∶1的玉米秸秆和猪粪为混合原料,采用10 L厌氧反应器进行批式全混中温沼气发酵,并利用454焦磷酸测序法测定混合发酵过程中细菌群落变化。结果表明:预处理玉米秸秆和猪粪混合沼气发酵启动迅速,在第4天达到产气高峰,容积产气率为1.17 L/(L·d),46 d原料沼气产率为356.55 m L/g VS。该混合发酵系统中共有23~27门细菌,其中优势菌群为拟杆菌门(Bacteroidetes)、厚壁菌门(Firmicutes)和变形菌门(Proteobacteria)。发酵期内的Shannon指数在4.88~5.53之间,说明发酵期内细菌多样性比较稳定。     

玉米秸秆产生物燃气及其微生物群落解析

为研究玉米秸秆产沼气及其发酵过程中微生物群落变化,以预处理后的玉米秸秆为原料,采用10 L厌氧反应器进行批式中温发酵产沼气。同时取样利用454焦磷酸测序法测定发酵过程中微生物群落的变化。结果表明：该系统启动迅速,在第3 d就达到产气高峰7.78 L,料容产气率为0.97 L·L^-1·d^-1,46 d原料沼气产率和甲烷产率分别为236.84 ml·（g VS）^-1和132.23 ml·（g VS）^-1。454焦磷酸测序及分析表明系统中古菌主要为甲烷微菌纲（Methanomicrobia,占总OTU的89.63%）,其次为热原体纲（Thermoplasmata,8.51%）古菌。发酵系统中共有22～29个细菌门,其中优势菌群为拟杆菌门（Bacteroidetes,平均含量46.07%）、变形菌门（Proteobacteria,平均含量20.51%）和厚壁菌门（Firmicutes,平均含量13.09%）。玉米秸秆沼气系统微生物群落结构的阐明可为秸秆沼气工程调控提供科学数据。     

不同温度下氢氧化钠预处理对玉米秸秆甲烷产量的影响

利用农作物秸秆进行厌氧发酵生产沼气是解决我国农村能源紧张的重要途径,然而秸秆中难以降解的木质纤维结构导致在发酵过程中甲烷转化率较低。利用自行设计的可控性恒温发酵装置,以玉米秸秆为发酵原料,分析了在不同温度条件下氢氧化钠（NaOH）预处理对秸秆木质纤维结构以及厌氧发酵产气效率的影响。结果表明,NaOH预处理能够显著降低玉米秸秆的木质纤维素含量,与未预处理的秸秆相比,经NaOH处理后的秸秆纤维素含量降低了24.4%～33.2%,半纤维素含量降低了14.2%～52.4%,木质素含量降低了9.3%～29.3%。在6%、8%和10%浓度中,经8%NaOH处理的秸秆在55℃下的甲烷产量最高,达到188.7 ml CH₄·（g VS）^-1,较未处理的增加了84.2%,因此可作为提高秸秆厌氧发酵产气效率的预处理方法。     

提高漆酶活力的菌株组合筛选及诱导剂的研究

采用木质素降解酶互补的产酶组合培养和碱溶木质素降解相结合的方法,对实验室保存和分离的9株木质素降解菌株进行组合培养实验.结果表明,编号为m-6、55、m-8三株菌组合时,提高了整体产漆酶量,最高酶活达到了 891.7 U/L,比单菌株m-6的产酶皱提高了6倍.该组合菌的最适产酶pH值为5.5,最遁产酶温度为32℃.在对其产酶特性的研究中发现,外加藜芦醇5 mmoL/L、吐温-80 0.01%和愈创木酚3 mmoL/L,对组合菌株分泌漆酶有很大的促进作用,漆酶最高酶活达到2152.8 U/L,比对照样提高了166.3%.固态产酶培养后,第30天时,稻草粉的失重可达51.4%,纤维素降解率为38.5%,木质素的降解率为45.2%.