食物垃圾(FW)的热液预处理已成为一种有希望的策略,以增强用污泥的厌氧共同消化的性能。全球人口和经济活动不断升级导致市政固体废物(MSW)产生激增,带来了重大的环境挑战(Chuen Chen等人。2020)。在人口稠密的城市中,诸如香港的人均FW的产量为0.30 kg/天,而污水污泥(SS)的价格超过0.16千克/天(HKEPD 2019)。在香港产生的11,057吨/天的11,057吨的30.0%包括FW,SS的产量达到约1,052吨/天约为1,052吨(EPD 2021)。鉴于FW在香港的MSW组成中的主要存在,政府提议利用现有污水处理厂的盈余AD容量进行FW/SS共同消化,与单消化相比提供了较高的好处(Mehariya等人。2018)。因此,迫切需要通过有效的厌氧共同消化实践来增强FW和SS的处理,以减轻不利的环境和社会影响。厌氧消化被认为是通过富含甲烷的沼气生产的同时废物处理和能量回收的可行方法(Johnravindar等人。2022)。fw的特征是其高水分含量和降解性,是AD的理想基板。然而,AD在FW和SS中的独立应用面临挑战,例如高机载荷,快速酸化,延长的固体保留率以及抑制物质的存在。2020)。2020)。因此,废水处理厂的污泥中包含大量的重金属,病原体和细菌(Kaur等人。AD涉及一系列的生物学过程,这些过程在没有氧气的情况下通过微生物作用将复杂的底物转化为沼气,其中包括水解,酸生成,乙酰发生和甲烷发生。水解通常是由于形成有毒副产品或不良挥发性脂肪酸(VFAS)而导致复杂有机基质的速率限制步骤(VFAS),而甲烷生成会对易于生物降解的底物产生限制(Kaur等人,在这种情况下,已显示FW和SS的厌氧共同消化可提高消化效率并优化
可再生能源(RES)主要由太阳能,风,生物量,水力发电,地热和潮汐能组成。这些能量被称为可再生,因为它们是自然,清洁且取之不尽的[1]。在过去的几十年中,由于化石燃料储量迅速和气候变化的关注,全球范围内的重点一直转移到RES作为能源发电的手段[2]。但是,由于自然资源的间歇性质(例如,太阳和风),低效率(相对于化石燃料)以及可再生能源技术(RET)的昂贵部署成本,因此向可再生能源的过渡并不像它所需的那样无缝[3]。生物量目前是为了克服这些修复的尝试,因为它比常规RET较低,效率更低,并且独立于自然资源[4]。有两种主要方法可以利用这种可再生能源,即燃烧和厌氧消化(AD)。燃烧是通过燃烧生物块(有机废物)和热量形式恢复能量的,可直接用于加热或进一步转化为电力。至于AD,它涉及有机物的生物降解(农产品,纸废物等)在没有氧气的情况下,细菌(可通过添加动物粪便或市政废水提供)。 这种生物学过程允许以沼气(甲烷和二氧化碳的混合物)的形式恢复能量。 与燃烧相比,AD为草本生物量提供了出色的势能,如[5]中报道。。这种生物学过程允许以沼气(甲烷和二氧化碳的混合物)的形式恢复能量。与燃烧相比,AD为草本生物量提供了出色的势能,如[5]中报道。广告过程已被证明是生产能量的一种可靠且可持续的方法,
1个微生物社区中心,化学与生物科学系,丹麦奥尔堡市阿尔堡大学13号。2生物工程中心,葡萄牙Minho的大学14号。3水,能源和环境学院,克兰菲尔德大学。15英国克兰菲尔德。4澳大利亚水与环境中心16生物技术(ACWEB),澳大利亚昆士兰州大学。5部门17部民事和环境工程系,马萨诸塞州阿默斯特大学,马萨诸塞州,美国18号。 6阿根廷萨尔塔国立大学。 7化学系19工程,瑞典隆德大学。 8英格·科尼特(Ingebi-Conicet),布宜诺斯大学20艾尔斯,阿根廷。 9环境生物技术实验室,Ecole Polytechnique 21FédéraledeLausanne(EPFL),瑞士。 10城市供水系统主席22工程,慕尼黑技术大学(TUM),德国Garching。 11水质和资源管理研究所,奥地利Tu Wien。 12欧洲国家科学技术研究所(UNIST)的24个城市与环境工程与研究生院24个城市与环境工程与研究生院。 13学院26化学工程学,希腊雅典国家技术大学。 14应用27环境生物技术实验室,Birla技术与科学研究所28(BITS-PILANI),印度。 15生物学和化学科学学院和瑞安29 Institute,爱尔兰戈尔韦大学。 16波兰Poznan技术大学环境工程与能源学院的供水和生物经济部31。5部门17部民事和环境工程系,马萨诸塞州阿默斯特大学,马萨诸塞州,美国18号。6阿根廷萨尔塔国立大学。 7化学系19工程,瑞典隆德大学。 8英格·科尼特(Ingebi-Conicet),布宜诺斯大学20艾尔斯,阿根廷。 9环境生物技术实验室,Ecole Polytechnique 21FédéraledeLausanne(EPFL),瑞士。 10城市供水系统主席22工程,慕尼黑技术大学(TUM),德国Garching。 11水质和资源管理研究所,奥地利Tu Wien。 12欧洲国家科学技术研究所(UNIST)的24个城市与环境工程与研究生院24个城市与环境工程与研究生院。 13学院26化学工程学,希腊雅典国家技术大学。 14应用27环境生物技术实验室,Birla技术与科学研究所28(BITS-PILANI),印度。 15生物学和化学科学学院和瑞安29 Institute,爱尔兰戈尔韦大学。 16波兰Poznan技术大学环境工程与能源学院的供水和生物经济部31。6阿根廷萨尔塔国立大学。7化学系19工程,瑞典隆德大学。8英格·科尼特(Ingebi-Conicet),布宜诺斯大学20艾尔斯,阿根廷。9环境生物技术实验室,Ecole Polytechnique 21FédéraledeLausanne(EPFL),瑞士。10城市供水系统主席22工程,慕尼黑技术大学(TUM),德国Garching。11水质和资源管理研究所,奥地利Tu Wien。12欧洲国家科学技术研究所(UNIST)的24个城市与环境工程与研究生院24个城市与环境工程与研究生院。 13学院26化学工程学,希腊雅典国家技术大学。 14应用27环境生物技术实验室,Birla技术与科学研究所28(BITS-PILANI),印度。 15生物学和化学科学学院和瑞安29 Institute,爱尔兰戈尔韦大学。 16波兰Poznan技术大学环境工程与能源学院的供水和生物经济部31。12欧洲国家科学技术研究所(UNIST)的24个城市与环境工程与研究生院24个城市与环境工程与研究生院。13学院26化学工程学,希腊雅典国家技术大学。 14应用27环境生物技术实验室,Birla技术与科学研究所28(BITS-PILANI),印度。 15生物学和化学科学学院和瑞安29 Institute,爱尔兰戈尔韦大学。 16波兰Poznan技术大学环境工程与能源学院的供水和生物经济部31。13学院26化学工程学,希腊雅典国家技术大学。14应用27环境生物技术实验室,Birla技术与科学研究所28(BITS-PILANI),印度。 15生物学和化学科学学院和瑞安29 Institute,爱尔兰戈尔韦大学。 16波兰Poznan技术大学环境工程与能源学院的供水和生物经济部31。14应用27环境生物技术实验室,Birla技术与科学研究所28(BITS-PILANI),印度。15生物学和化学科学学院和瑞安29 Institute,爱尔兰戈尔韦大学。16波兰Poznan技术大学环境工程与能源学院的供水和生物经济部31。17水技术与环境工程系,捷克共和国32化学与技术布拉格大学。18研究33芬兰Espoo研发中心Kemira Oyj的科学家。19化学工程34分校,哈利法大学,阿拉伯联合酋长国。20环境科学和35工程计划,生物与环境科学与工程学36分部,阿卜杜拉科学技术大学(KAUST),沙特37阿拉伯。21微生物生态技术中心(CMET),根特大学,比利时38。39
W 窑 cm -2 曰 持续增加到 2.0 bar 袁 功率密度进一步提升 达到 0.94 W 窑 cm -2 ( 图 4E). Chen 等 [47] 报道 Co-N-C 催化剂在空气的燃料电池测试中压力从 0.5 bar 提 升至 2 bar 上 袁 最高功率密度从 0.221 W 窑 cm -2 提升 到 0.305 W 窑 cm -2 ( 图 4F). 文献中记录的非贵金属催 化剂燃料电池测试压力一般不大于 2 bar 袁 在此范 围内催化剂燃料电池的性能随着压力的增加而提 升 袁 压力过大会造成催化剂层结构的破坏并加速 膜电极的退化 . 目前 袁 鲜有对测试过程中气流量影 响的探究 . 从表 1 中发现 袁 大部分基于非贵金属催 化剂的 PEMFC 性能测试是采取固定气流量的方 式 袁 但气流量的选择并没有统一标准 袁 其中空气的 气流量一般等于或大于氧气的气流量 . 4 非贵金属催化剂耐久性分析
摘要:不断增长的世界人口意味着对地球资源的压力更大。目前,浪费了30%的食物,这对人类和环境都带来了重大风险。通过微生物生物转化的过程来抵消食物浪费(FW)的生长的一种方法,从而将FW转化为一系列营养密集的生物含量。这种方法不仅促进了高度理想的循环经济,而且还可以减少无机肥料的使用,从而通过增加的温室气体,土壤和水特征的变化以及生物多样性的丧失对环境产生不利影响。FW对生物肥料的生物转化依赖于有氧(堆肥)和厌氧消化的过程。最近,替代分解技术包括生长的特定有益微生物,例如有效的微生物,以加快崩溃过程。微生物可以充当生物刺激剂和生物成分,具有固定能力,并提供避免双重和非生物胁迫的保护,从而增强了植物的生长和整体健康。FW的潜在用途是复杂且多样的,但是进行了积极的研究,以有效地利用此资源来实现BioFertiliser应用程序。
摘要 一个年轻的垃圾填埋场渗滤液含有高浓度的总氨,通常高达 2,700 mg/l,在两个不同的实验室规模厌氧反应器中进行了 1,015 天的厌氧处理,这两个反应器配置为污泥床和混合床。本文介绍了这项长期厌氧可处理性研究的最后 265 天。通过使用 FISH(荧光原位杂交)、克隆、DGGE(变性梯度凝胶电泳)和形态分析来识别优势微生物,将高氨浓度对反应器性能的影响与微生物多样性的变化相关联。结果表明,如果在氨浓度高时对反应器进水进行临时 pH 调节,则可以使用 UASB 或混合床反应器成功处理高氨垃圾填埋场渗滤液。因此,COD 去除效率与微生物多样性和反应器配置无关,而是取决于渗滤液的可生物降解部分。在这种情况下,低乙酸盐水平的反应器的稳定性由甲烷菌群的丰富性支持。在这两个反应器中,还检测到了一些甲烷杆菌科种群,而其他产甲烷菌种几乎不存在。然而,在第 860 天终止 pH 调节之后,由于游离氨浓度突然增加到 400 毫克/升,反应器立即变得不稳定。混合床的 COD 去除效率下降到 42%,UASB 反应器的 COD 去除效率下降到 48%。抑制持续时间不足以严重损害大量的甲烷菌细胞;因此,在两次游离氨抑制之后,许多甲烷菌细胞才再次被鉴定出来。然而,随后,甲烷菌细胞的长丝状形态转变为较短的丝状,并失去了聚集特性。关键词克隆;DGGE;FISH;游离氨;垃圾渗滤液;产甲烷菌
a) 厌氧消化器 - 用于通过厌氧消化从液体或固体废物中产生沼气的设备。消化器被覆盖或封装,以便能够捕获沼气用于供热和/或发电或将沼气输送到天然气网络。b) 厌氧消化 - 在没有空气/氧气供应的情况下,厌氧细菌的作用使有机材料降解和稳定,从而产生甲烷和二氧化碳。进行厌氧消化的典型有机材料是城市固体废物 (MSW)、动物粪便、废水、有机工业废水和需氧废水处理厂产生的生物固体。c) 厌氧泻湖 - 一种处理系统,由一个深土盆组成,其体积足以使可凝固体沉淀,消化残留污泥,并通过厌氧方式减少一些可溶性有机底物。厌氧泻湖不充气、不加热、不混合,除可能浓缩了过量未消化油脂和浮渣的浅表层外,厌氧条件占主导地位。d) 沼气 - 由厌氧消化器/厌氧泻湖产生的气体。通常,气体的成分为 50% 至 70% 的 CH4 和 30% 至 50% 的 CO2,以及痕量的 H2S 和 NH3(1% 至 5%)e) 有机废物 - 含有可降解有机物的固体废物。这可能包括粪肥、农业工业和食品工业废物、污水处理厂的污泥和 MSW。f) 城市固体废物 (MSW) - 不同固体废物类型的异质混合物,通常由市政当局或其他地方当局收集。MSW 包括家庭垃圾、花园/公园垃圾和商业/机构垃圾。
摘要研究了带有硅胶支持的上流厌氧反应器中细菌群落的演变,该反应堆不断地用纯甘油(第0-293天)和粗甘油(第294-362天)喂食。来自以前甘油降解反应堆的生物量用作接种物。用粗甘油获得了1,3-丙二醇(PDO)(PDO)(PDO)(PDO)(0.62 mol.mol-gly-Gly-1和14.7 G.l -1 .d -1)。接种物的多样性较低,乳酸杆菌(70.6%)和克雷伯氏菌/劳尔特拉(23.3%)的优势占主导地位。在用纯甘油喂养293天后,在附着的生物膜或生物量中生长的悬浮液中,两个分类单元的丰度均下降到小于10%。梭子座属和雷诺罗卡科家族的成员随后成为多数。在用粗甘油进食后的时期,梭状芽胞杆菌仍然是生物膜中的多数属。然而,它在悬浮液中部分替换为非甘油降解细菌的Eubacterium。这一事实以及生物膜中其他甘油降解属的流行率,例如磷酸胶产物和乳酸杆菌,表明附着在硅酮支撑上的细菌负责将甘油转化为1,3-PDO。因此,为了提高1,3-PDO的生产率,一种良好的方法是最大化反应堆支撑量。其他不降解甘油的属,例如厌氧菌和乙美环,以牺牲细胞衰减材料为代价。规范对应分析表明,甘油的起源是生物反应器操作期间要考虑的重要变量,用于产生1,3-PDO,而甘油加载速率却不是。
1 弗罗茨瓦夫大学地质科学研究所,弗罗茨瓦夫,50-205,波兰 2 卡托维兹西里西亚大学生物、生物技术和环境保护研究所,卡托维兹,40-031,波兰 3 波兰科学院生物化学和生物物理研究所,华沙,02-106,波兰 10
摘要背景:通过生物化学转化从可再生生物质中获得的生物燃料和增值生物化学品已引起广泛关注,以满足全球可持续能源和环境目标。异丁醇是一种四碳醇,具有许多优点,使其成为有吸引力的化石燃料替代品。运动发酵单胞菌是一种高效的厌氧产乙醇细菌,使其成为生物精炼厂的有前途的工业平台。结果:在本研究中,研究了异丁醇对运动发酵单胞菌的影响,并构建了各种生产异丁醇的重组菌株。结果表明,运动发酵单胞菌亲本菌株能够在低于 12 g/L 的异丁醇存在下生长,而浓度高于 16 g/L 会抑制细胞生长。运动发酵单胞菌中异丁醇生产需要整合编码 2-酮异戊酸脱羧酶的异源基因,例如来自乳酸乳球菌的 kdcA。此外,在由四环素诱导启动子 Ptet 驱动的含有 kdcA 基因的重组菌株中,异丁醇产量从接近零提高到 100–150 mg/L。另外,我们确定在表达 kdcA 的重组 Z. mobilis 菌株中过表达异源 als 基因和两个参与缬氨酸代谢的天然基因( ilvC 和 ilvD )可将丙酮酸从乙醇生产转移到异丁醇生物合成。这一工程将异丁醇产量提高到 1 g/L 以上。最后,确定了含有由 Ptet 驱动的合成操纵子 als - ilvC - ilvD 和由组成型强启动子 Pgap 驱动的 kdcA 基因的重组菌株大大提高了异丁醇产量,最高滴度约为 4.0 g/L。最后,异丁醇生产受到通气的负面影响,通气较差的烧瓶中会产生更多的异丁醇。结论:这项研究表明,kdcA 与合成异源操纵子 als - ilvC - ilvD 的过度表达对于将丙酮酸从乙醇生产中转移出来以增强异丁醇的生物合成至关重要。此外,这项研究还提供了一种利用缬氨酸代谢途径在 Z. mobilis 中生产其他丙酮酸衍生生物化学物质的策略。关键词:Zymomonas mobilis、生物燃料、异丁醇、代谢工程、丙酮酸衍生生物化学物质、2-酮异戊酸脱羧酶 (Kdc)