我院教授課題組在城市污泥厭氧發(fā)酵定向產(chǎn)酸微生物調控機理方向取得進展
作者：劉和 編輯: 滕躍 發(fā)布日期： 2017-06-19 來源： 劉和
城市污泥是污水處理過程中產(chǎn)生的副產(chǎn)物，需要對其進行合理的處理、處置，減少環(huán)境污染。污泥厭氧發(fā)酵產(chǎn)揮發(fā)性脂肪酸并實現(xiàn)資源化利用，是近年來污泥處理領域尤為關注的研究課題。有機酸可作為污水脫氮除磷的碳源、化工產(chǎn)品的原材料等等，具有多種用途。對污泥厭氧發(fā)酵進行調控，以實現(xiàn)定向產(chǎn)酸，得到預期組成的末端有機酸產(chǎn)物是目前的難點和發(fā)展方向。但是，由于污泥厭氧發(fā)酵的微生物菌群是一復雜體系，其產(chǎn)物是由多種短鏈有機酸構成的混合酸體系，這為下游的進一步加工利用帶來了難題，限制了有機酸的資源化利用。
我院劉和教授團隊多年來從事污泥厭氧發(fā)酵定向產(chǎn)酸的技術、工藝和基礎理論研究。近日，該團隊報道了城市污泥厭氧發(fā)酵過程中，復雜的有機底物是如何影響反應器內(nèi)微生物優(yōu)勢種群的構成、代謝途徑的切換以及底物中蛋白質、脂類、多糖的組成和厭氧發(fā)酵后的末端產(chǎn)物組成的關系。結果表明，有機底物中的蛋白質、脂類和多糖無論何種組成比例，乙酸均為第一優(yōu)勢脂肪酸。但是在蛋白質豐富的情況下，丙酸和戊酸的組成比例明顯上升，而底物中淀粉、糖類豐富的條件下，丁酸和乙醇比例明顯上升。這是由反應器中優(yōu)勢微生物種群以及微生物體內(nèi)的代謝途徑共同決定的。這一研究結果對于目前污泥厭氧發(fā)酵領域常見的共發(fā)酵工藝的調控，即，如何控制共發(fā)酵工藝中發(fā)酵底物的有機物構成，以得到預期組成的有機酸末端產(chǎn)物，實現(xiàn)定向產(chǎn)酸具有重要的理論和工程意義。
這一研究成果近日發(fā)表于生物技術與生物能源領域的國際權威期刊Biotechnology for Biofuel (2017,10:137)，影響因子為6.444。論文第一作者為我院碩士研究生馬惠君，通訊作者為劉和教授，研究得到了國家自然科學基金、國家科技支撐課題等項目資助。
上圖：不同發(fā)酵底物構成下的優(yōu)勢微生物菌群組成。下圖左：不同發(fā)酵底物構成下的微生物代謝途徑。下圖右：不同發(fā)酵底物消耗和厭氧發(fā)酵末端產(chǎn)物組成的關系。
環(huán)境與土木工程學院
江南大學環(huán)境與土木工程學院下設環(huán)境工程、土木工程和工程管理三個系，環(huán)境工程專業(yè)是國家和江蘇省特色專業(yè)，江蘇省重點專業(yè)，擁有博士后流動站、一級博士學位授權點和一級碩士學位授權點，土木工程專業(yè)擁有建筑與土木工程碩士專業(yè)學位授權點。學院建有江蘇省厭氧生物技術重點實驗室、江蘇省生物質能與減碳技術工程實驗室、無錫規(guī)劃環(huán)境影響評價中心、無錫低碳城市發(fā)展研究中心、無錫市太湖水治理與生態(tài)修復中心等多個科研平臺與基地，學院先后承擔并完成了水體污染控制與治理科技重大專項、國家科技支撐計劃項目、國家高技術研究發(fā)展計劃（863計劃）、國家自然科學基金項目和其他國家、部省級科研項目35項，完成企業(yè)委托的工程項目逾百項。近三年（2014-2016），學院教師在國內(nèi)外發(fā)表高水平學術論文280多篇，出版專著、教材21部，申報國家（際）發(fā)明專利100項，授權專利29項，累計科研經(jīng)費約4906.22萬元。學院積極為經(jīng)濟建設等領域的基礎工程、民生工程建設、環(huán)境保護和生態(tài)修復等方面做出了重要貢獻，在本學科領域形成了自身的特色與優(yōu)勢。
學院現(xiàn)有專任教師68人，其中教授15名，副教授33名，博士生導師9名，碩士研究生導師34名，80%的專任教師具有博士學位。27名教師具有一年及以上海外留學背景。擁有國家杰出青年科學基金、江蘇省杰出青年基金獲得者、教育部新世紀優(yōu)秀人才、江蘇省高校“青藍工程”中青年學科帶頭人、省333工程人才、省六大人才高峰計劃人才等優(yōu)秀師資和一批在環(huán)境影響評價、結構工程、巖土工程、工程監(jiān)理、工程造價等學科領域的注冊工程師。
學院秉承“厚基礎、寬口徑、強能力、高素質、廣適應”的人才培養(yǎng)目標，環(huán)境工程專業(yè)堅持 “有特色、重實踐、國際化”、土木工程專業(yè)堅持“會設計、善施工、懂管理”的培養(yǎng)理念，全力推動學生的全面發(fā)展。學院構建了基礎試驗訓練、專業(yè)技能訓練、創(chuàng)新能力拓展的三位一體的實踐教學體系，形成了理論教學與實踐教學相互滲透的人才培養(yǎng)機制，推行本科生學業(yè)導師制，學生本科二年級起即可進入導師實驗室參與科研項目研究，大力培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和實踐能力。為拓寬學生國際視野，學院與美國賓州州立大學聯(lián)合開展本科生國際合作課程和雙語課程，推薦優(yōu)秀學生參加海外交換培養(yǎng)。為激發(fā)學生開拓創(chuàng)新的精神和自主學習的能力，學院每年都培育、選拔學生組隊參加全國“挑戰(zhàn)杯”課外科技作品競賽、國家和省級大學生土木工程結構創(chuàng)新大賽、全國高等院校“斯維爾”軟件建模大賽、大學生數(shù)學建模大賽、“中國-東盟”大學生創(chuàng)業(yè)大賽等學科競賽，屢獲佳績。學院每年有25%以上的學生被免試推薦或考取國外知名高校以及國內(nèi)“985”、“211工程”重點高校碩士研究生。畢業(yè)生具有較強的社會競爭力，頗受行業(yè)內(nèi)龍頭企業(yè)的青睞，畢業(yè)生就業(yè)率連續(xù)多年達到99%。
學院與國內(nèi)外著名高校保持經(jīng)常性的學術交流活動，與美國耶魯大學、日本筑波大學、芬蘭赫爾辛基大學、丹麥哥本哈根大學、愛爾蘭國立大學、香港理工大學等建立了長期的學生交流交換、師資交流訪問和學術合作關系；與清華大學、南京大學、浙江大學、哈爾濱工業(yè)大學等國內(nèi)高校也建立了長期的人員進修、互訪和學術合作關系。近兩年學院本科生參加海外交流交換的比例達23.3%。
江南大學環(huán)境與土木工程學院堅持為國民經(jīng)濟和社會發(fā)展服務的原則，加快學院跨越式發(fā)展，樹立和諧校園理念，積極塑造“博學、厚德、明辨、篤行”的環(huán)土人精神。
