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餐厨和果蔬垃圾高效厌氧消化生产沼气技术
餐饮业每天要产生大量的餐厨垃圾,除一部分用于饲料外,其他很大部分被丢弃处理。此外,在市场上,水果和蔬菜在包装、运输和销售的过程中也产生了大量的果蔬垃圾,不但造成了浪费,同时也对环境造成污染。 北京化工大学开发了餐厨和果蔬垃圾高效厌氧消化生产沼气技术。生产沼气可用于发电、供热,或经提纯后制取车用燃料,也可加压罐装成沼气罐后,替代液化石油气气罐,作为家庭用燃气。因其价格低廉、制取简便、原材料易得,且为可循环利用资源,成为代替价格日益飞涨的石油和天然气的能源之一。技术指标:1、干物质消化率大于50%;2、产气率大于300m3/吨(干料);3、反应器容积产气率大于1.0 m3/(m3·天);4、沼气提纯后,甲烷含量大于95%,达到车用天然气的水平;5、沼渣达到有机肥料的相关标准,可作为生物有机肥料使用。 应用范围:1、城市生活垃圾处理厂;2、小区生活垃圾集中处理站;3、果蔬收集、集散地和加工场等。市场分析:北京市政府及部分地方政府已明文规定:“餐厨垃圾必须经过安全有效的处理,不能直接加工成畜禽饲料”。此外,果蔬收集、集散地和加工场也会产生大量的果蔬废弃物等。厌氧沼气技术可把这些有机垃圾转化成沼气、电力、车用燃料等,不但可以解决环境问题,还可以产生大量清洁能源和实现废弃物的高值利用。因其,本技术具有广阔的市场应用前景。效益分析:建设日产1万立方米的发酵系统,总投资大约在800万元左右,每年获经济效益500~600万元,同时社会效益显著。
北京化工大学 2021-02-01
在高温热泉极端环境烷烃代谢的微生物进化与起源
滇藏热泉生态系统中蕴含着丰富的微生物资源,包含大量的系统发育位置未知且功能奇特的神秘、新颖的微生物类群。课题组结合宏基因组学测序技术和生物信息学手段从中重构出14个具有甲烷/烷烃代谢能力的微生物基因组(图1),其系统发育多样性极高且独特,广泛分布于韦斯特古菌门、哪吒古菌门(Nezharchaeota)等TACK超级门中。值得一提的是,该课题组首次于奇古菌门(Thaumarchaeota)中发现其具有产甲烷功能。此前,奇古菌门以其好氧氨氧化能力而为众人所熟知,而课题组首次对其厌氧状态下产甲烷能力的发现表明我们目前对此门认知的局限性,神秘的自然界或将远远超出我们的认知。此外,组学技术的发展或将指引我们对其进化历史进行更全面的认知。课题组对这些未知生命的代谢特征进行了揭示,并发现除却传统的氢营养型产甲烷菌外,还有多种氢依赖的甲基营养性产甲烷菌,他们可吸收热泉生态系统中多种甲基底物以完成甲烷的产生(图2)。通过进化基因组分析,课题组还对古菌祖先的进化起源进行了推测,研究发现对于具有产甲烷能力的微生物类群,其甲烷代谢关键基因mcrABG相对较为保守,并无明显的水平基因转移时间发生;而对于烷烃氧化的微生物类群,水平基因转移对其多样性塑造有着深远影响。基于甲烷代谢基因的保守性,课题组对其祖先序列进行了序列重构,从而来推测祖先序列的最适生长温度,结果表明具有mcrABG标记基因的微生物类群或起源于高温生境(图3)。另外,由于 TACK和ASGARD超级门中,以及广古菌门中大部分支系均具有甲烷/烷烃代谢能力,且相应微生物相比其它同支系微生物有着更为悠久的进化历史,因此,课题组猜测地球早期生命中,古菌的祖先或具有甲烷和烷烃代谢能力。
中山大学 2021-04-13
基于高温水热强化的高含固污泥高级厌氧消化技术
针对我国污泥高含砂、高含固等特点,对我国低有机质污泥尤其是高含固(TS>10%)污泥高级厌氧消化技术路线领域开展研究,从厌氧消化的可行性、物质流特征、微生物种群及强化调控、热/碱强化水解预处理技术、污泥/餐厨协同消化技术等方面,特别是加强在污泥厌氧消化体系中物质流转化机制的研究工作,突破针对我国低有机质污泥提升厌氧降解率与产气率的关键技术研究与机理研究,为我国污泥高级厌氧消化研究提供支撑。 提出适用于我国低有机质污泥泥质特性的高温水热强化预处理技术,突破高温水热对污泥强化水解的作用机制与最佳反应条件,技术成果形成成套化装备,并在示范工程中得到应用转化与运行优化;突破高含固污泥高级厌氧消化的物质强化转化关键技术,对含固率、温控、搅拌等重要参数进行优化开发,技术成果在示范工程中得到应用转化与运行优化。1.目标及意义 1)提出适应于我国低有机质污泥泥质特征的污泥高温水热强化预处理技术,并与高含固污泥厌氧消化关键技术相耦合,形成基于高温水热强化的高含固污泥高级厌氧消化技术,开发具有完全自主知识产权的技术,并实现技术成果的在长沙污泥厌氧消化工程中的大规模产业化应用; 阐明在污泥厌氧消化新技术中有机质在固-液-气相变体系中的物质流特征,基于有机质的定向转化,进一步对污泥高级厌氧消化新技术进行优化开发,进一步提升甲烷产率和降解率,为污泥厌氧消化的效率提升提供技术支撑。基于对污泥厌氧消化过程的物质流和微生物特征的研究,在技术层面,从“易降解物质定向转化”、“难降解单元分质活化”和“微生物分相调控”三方面入手,开发强化物质转化的水热、生物酸化等预处理新技术,确定关键技术单元组成、关键技术参数和条件;在工艺层面,从强化固相溶解-液相高速甲烷化入手,开发高效厌氧消化工艺流程,开发适用于我国高含固污泥物料特点的厌氧消化技术与装备,提出可靠的搅拌和保温方案以及反应器构造等关键设计参数,在此基础上,形成高含固污泥热水解-厌氧消化集成技术,并进行工程示范;进一步提高污泥高含固厌氧消化工艺的物质转化效率与资源化利用水平。1)预期的经济效益  热水解预处理-高含固协同厌氧消化技术可有效提高污泥厌氧消化处理能力,增强污泥产期效率,降低污泥处理处置能耗。工程效益可望达到1亿元以上。2)预期的社会效益  热水解预处理-高含固协同厌氧消化技术可有效提高污泥厌氧消化处理能力,增强对污泥的处理处置能力,有效缓解污泥处理处置压力,进一步提高污泥高含固厌氧消化工艺的物质转化效率与资源化利用水平。
同济大学 2021-04-11
2019-nCov感染呼吸道及消化道的分子机制研究
2020年1月31日,海军军医大学,清华大学及同济大学等多单位合作在bioRxiv在线发表题为“The digestive system is a potential route of 2019-nCov infection: a bioinformatics analysis based on single-cell transcriptomes”的研究,该研究的目的是为了剖析表达ACE2的细胞组成和比例,并探索2019-nCov感染在消化系统感染中的潜在途径,分析了肺,食道,胃,回肠和结肠单细胞转录组的数据集。 
海军军医大学 2021-04-10
便携式消化道PH值24小时动态监测仪
近年来对消化道疾病的研究表明,某些消化道疾病与消化道内消化液返流现象有密切关系,故在临床诊断与病理研究工作中急需对返流现象进行动态监测。我们研制的PH值24小时动态监测采用国际标准,通过动态监测消化道内PH值来确定返流发生次数及持续时间,并提供各项具有临床诊断和科研意义的相关数据。随着国民经济发展,人民生活水平不断提高,消化系统疾病的防治愈来愈被重视,八十
西安交通大学 2021-01-12
一种VI型缓慢消化淀粉的超声辅助酸碱沉淀制备方法
本发明公开了超声辅助酸碱沉淀法制备VI型缓慢消化淀粉的方法。将普通玉米淀粉分散于0.01ml/L?KOH溶液中配成悬浊液,进行超声处理(30℃,200W,10min)使淀粉均匀分散,以加速糊化、提高其包合脂肪酸的能力。将悬浊液在沸水浴中糊化10min,冷却至60℃。将脂肪酸溶于60℃的KOH溶液中,与淀粉糊混合,用1.5mol/L的酒石酸调节pH至4.7,保温一定时间使淀粉与脂肪酸充分结合。将混合物离心,洗涤沉淀3次,冷冻干燥,得到产品。经测定,普通玉米淀粉-共轭亚油酸包合物产品的缓慢消化淀粉含量可达40.62%,且该缓慢消化淀粉产品具有较高的营养价值。X-射线衍射结果表明该技术制备的缓慢消化淀粉产品为VI-型淀粉络合物。
青岛农业大学 2021-04-13
曙古菌门(Aigarchaeota)微生物基因组代谢特征和起源进化研究
通过比较基因组和进化基因组学分析发现:Aigarchaeota和Thaumarchaeota由共同祖先分化形成,其祖先早期共同生存于高温环境中,至今生存于高温热泉中的Thaumarchaeota与Aigarchaeota仍呈现较高的功能相似性。它们的共同祖先共享1154个基因家族,其数目甚至超过现存Aigarchaeota基因家族数目,表明二者祖先的高度相似性。广为人知的Thaumarchaeota早期并无氨氧化能力,而是后期于高温生境中进化所得,随后Thaumarchaeota扩散至海洋生境中,由于海洋生境中氮源的匮乏,因此Thaumarchaeota展现出独特的竞争优势,而被保留于海洋生境中,从而实现高温氨氧化古菌向中温环境的转变。       本研究通过重构未培养古菌类群Aigarchaeota基因组信息,揭示其潜在的代谢潜能及其遗传多样性获得机制,并结合数据库中已有Thaumarchaeota和Aigarchaeota基因组进行比较基因组学和进化基因组学分析,勾勒出这两个近缘支系的演化历史场景,指出古菌类群 Thaumarchaeota和Aigarchaeota的共同祖先起源于高温生境,频繁的水平基因转移极大地提升了两者对各自生境的适应性,该研究极大地促进了我们对古老且神秘的古菌支系的认知。
中山大学 2021-04-13
胆汁酸不仅促进肠道脂类的吸收,也参与肾脏水盐代谢的调节
证明了胆汁酸不仅促进肠道脂类的吸收,也参与肾脏水盐代谢的调节。胆汁酸通过激活肾脏集合管主细胞TGR5受体,增加水通道蛋白表达,促进肾脏水的重吸收,缓解肾源性尿崩症。该研究揭示了胆汁酸及其特异受体在肾脏功能调节的新作用,有助于理解某些肝脏疾病发生发展过程中伴有的水盐代谢紊乱如肝硬化腹水或肝肾综合征等病理生理学变化,提出了新的分子机制,具有一定的理论意义。
中山大学 2021-04-13
反刍动物几种重要群发性营养代谢病防控技术的研究与应用
该成果 2013 年获农业部中华农业科技奖二等奖。主要针对严重影响我国畜牧业生产的反刍动物微量元素缺乏病、骨营养不良性疾病和奶牛围产期代谢应激等进行深入研究,在系统分析这些疾病的流行病学规律和发病机理的基础上,建立了防控的关键技术并在生产中应用。思路新颖,技术难度大,创新性强,社会经济效益显著。成果整体达到同类研究的国际先进水平,在动物骨营养不良性疾病发病机理和硫辛酸调控高产奶牛围产期代谢应激的关键技术等方面达到国际领先水平。
扬州大学 2021-04-14
生物抗氧化剂调控奶牛围产期代谢应激关键技术 与应用
该成果 2015 年获全国商业科技进步奖一等奖。成果包括奶牛围产期疾病的预测预报和生物抗氧化剂防控围产期疾病的发生两部分。通过在围产期检测高产奶牛代谢应激状况的预测预报和生物抗氧化剂的应用,不仅使围产期脂肪肝、酮病、生产瘫痪、真胃变位等疾病的发病率明显降低,同时可显著降低临床型乳房炎和子宫内膜炎的发生,对保障牛奶的质量和安全具有积极意义,具有广阔的应用前景。
扬州大学 2021-04-14
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