1、固态发酵法论文：微生物固定化焦化废水农药废水生物量测定响应面法保存方法【提示】本文仅提供摘要、关键词 、篇名、目录等题录内容。为中国学术资源库知识代理，不涉版权。作者如有疑义，请联系版权单位或学校。【摘要】随着科学技术和工业生产的快速发展,工业废水中的有机物种类和数量不断增加,工业废水的主要其特点是污染物成分复杂、污染物浓度高、毒性大、色泽深、难以降解等。对于难降解的高浓度工业废水,采用传统的物理化学法处理则成本较高,且处理效果不理想,还有可能造成二次污染,这使得传统的生物处理技术在处理高浓度工业废水中受到挑战。为解决高效优势菌种在工业应用中容易流失和液态菌液不便运输的难题,本课题通过对目的废
2、水(焦化废水、农药废水)活性污泥进行梯度驯化,得到耐受优势菌群；优化菌株扩大培养基,并研究培养时间、温度、pH 值、接种量对优势菌群生长的影响；通过添加自制培养基对驯化污泥进行扩大培养得到优势菌群培养液。进一步采用固态发酵法将优势菌群培养液接种到新型生物质载体稻壳、麸皮上,通过自制的固态发酵系统控制发酵条件进行固态发酵培养,制得目的废水优势菌群固定化产品,实现菌种培养和保存一体化。试验采用响应面法优化固态发酵条件,得到硝化菌和农药菌最佳发酵条件。并比较研究固态发酵产品三种生物量测定方法和三种保存方法,得出适合固态发酵产品的生物量测定方法和保存方法。主要的实验过程及结果如下：(1)农药废水活性污
3、泥驯化培养：对所取的农药生产废水二沉池污泥进行驯化培养,对驯化污泥进行平板涂布和镜检,实验表明驯化污泥中均有具有活性的菌株存在。优化农药废水优势菌扩大培养基,实验表明：最适生长的培养基为葡萄糖(2g/100mL)、蛋白胨(0.12g/100mL)、硫酸亚铁(0.2g)、磷酸二氢钾(0.5g)、氯化钠(0.01g)、硫酸镁(0.02g)、水(100mL)；将驯化污泥进行扩大培养后按 20%的接种量接种到目的废水中,2d 后农药废水的COD 去除率为 60.4%。(2)优化优势菌群液液态培养条件：对驯化后的焦化废水优势菌(硝化菌、反硝化菌)和农药废水菌,通过单因素试验研究 pH、温度、接种量、培养
4、时间对优势菌群的生长影响。试验结果表明：焦化废水优势硝化菌最适 pH 为 7-8、温度为 30、接种量为 10%、培养时间为 1d；反硝化菌最适 pH 为 7-8、温度为 25、接种量为 15%、培养时间为 2d。农药废水优势菌群的最适生长条件为 pH 为 7、温度为 30、接种量为 15%、培养时间为 2d。(3)改变传统的固定化方法,以价廉易得的生物质稻壳作为载体,采用固态发酵法制备固定化产品。实验自制滚筒式发酵系统,制得高效优势菌群固定化产品。在相同的实验条件下,在 100mL 的目的废水焦化废水中,分别加入 10mL 高效优势菌群菌液和 5g 湿的高效优势群固定化产品(按 10%接种量
5、),培养 2d 后,硝化菌菌液的 COD 去除率为 85%,固定化产品的 COD 去除率为 92%；反硝化菌菌液对焦化废水的去除率为 78%,固定化产品对焦化废水的去除率为 88%；农药降解菌对农药废水 COD去除率为 50%,磷的去除率为 31%,农药降解菌固定化产品对农药废水COD 去除率为 52.5%,磷的去除率为 38.3%,实验表明：固定化产品在菌液接种量低于液态菌群液的条件下,去除率均高于液态菌液,对比液态菌液具有较高的生物活性和去除率。(4)固定化产品不同于液态菌液,无法直接测定其生物量。为表征固定化产品的生物活性,实验对比研究脂磷法、麦角固醇法和 TTC 脱氢酶活性法。研究结果
6、表明：由于生物质载体稻壳中含有脂磷,易对实验结果产生较大误差；TTC脱氢酶活性法不受载体和培养时间的影响,能较好的表征固定化产品的生物活性。生物质载体稻壳 TTC 脱氢酶活 0.49ugTF g-1.h-1,固定化产品 TTC 脱氢酶活性检出值为 11.54ugTF g-1.h-1,优化后硝化菌固定化产品 TTC 脱氢酶活为 16.87ugTF g-1.h-1,反硝化菌固定化产品 TTC 脱氢酶活为 30.85ugTF g-1.h-1,农药降解菌固定化产品TTC 脱氢酶活为 17.06ugTF g-1.h-1.(5)固态发酵产品保存方法的研究实验采用改进的冷冻法、干燥法和工业应用中的鼓风风干法
7、作为固定化产品的保存方法。将同一批固定化产品均分成 3 份,分别采用上述三种方法保存 30d 后测定固定化产品的酶活,试验结果表明：采用冷冻法、干燥法和鼓风风干法保存 30d 的硝化固定化产品 48h 对焦化废水的 COD 去除率分别为 78.4%、70.37%、67.9%,均高于液态培养的菌液 51.23%。三种保存方法相比,冷冻保存效果最佳,鼓风干燥次之【关键词】固态发酵法；微生物固定化；焦化废水；农药废水；生物量测定；响应面法；保存方法；【篇名】固体发酵法固定高效优势菌处理工业废水的研究【目录】固体发酵法固定高效优势菌处理工业废水的研究 摘要 5-9 Abstract 9-13 目录 1
8、5-18 第一章 绪论 18-21 1.1 高浓度工业废水的来源及危害 18 1.1.1 焦化废水 18 1.1.2 农药废水 18 1.2 高浓度工业废水处理现状 18-19 1.2.1 焦化废水处理现状 18-19 1.2.2农药废水处理现状 19 1.3 研究课题的提出及意义 19 1.4 研究内容 19-21 第二章 文献综述 21-27 2.1 生物强化技术 21-22 2.1.1 高效工程菌株筛选与构建 21 2.1.2 生物强化技术的作用方式 21-22 2.2 固定化生物技术的研究现状 22-23 2.2.1 固定化技术简介 22-23 2.2.2 固定化技术在废水处理中的优点
9、 23 2.3 固体发酵技术的研究现状 23-25 2.3.1 固态发酵定义 23 2.3.2 固态发酵载体 23-24 2.3.3 固体发酵反应器 24-25 2.3.4 固体发酵在环境领域的应用 25 2.4 固态发酵生物量测定方法 25-26 2.5 小结 26-27 第三章 实验部分 27-42 3.1 实验材料 27-29 3.1.1 实验所用的主要仪器 27 3.1.2 实验菌种来源和实验用水 27-29 3.1.3 实验所用培养基 29 3.2 液态培养 29-31 3.2.1 优势菌株复活与扩培 29 3.2.2 优势菌液态培养条件的优化试验 29-31 3.3 固态发酵系统
10、31-34 3.3.1 好氧菌固态发酵系统 31-32 3.3.2 厌氧菌固态发酵系统 32-33 3.3.3 鼓风风干装置 33-34 3.4 固定化产品的制备 34-35 3.4.1 硝化菌固定化产品制备 34-35 3.4.2 反硝化固定化产品制备 35 3.4.3. 农药菌固定化产品制备 35 3.5 固定化产品保存方法 35-36 3.6 测定方法 36-42 3.6.1 生物量的脂磷分析方法 36-37 3.6.2 生物量的麦角固醇分析方法 37 3.6.3 生物量的 TTC-脱氢酶活性分析方法 37-38 3.6.4 COD 的测定 38-39 3.6.5 比浊法测定菌液吸光度
11、39-40 3.6.6 总磷的测定方法 40-42 第四章 固定化产品生物量分析方法 42-51 4.1 优势硝化菌固定化产品制备 42-43 4.2 TTC 脱氢酶活测定法表征硝化菌液态培养条件的研究 43-46 4.2.1 浊度法和 TTC 脱氢酶活性法表征生长曲线对比 43-44 4.2.2 TTC 脱氢酶活性法表征温度对液态培养的影响 44 4.2.3 TTC 脱氢酶活性法表征 pH 对液态培养的影响 44-45 4.2.4 TTC 脱氢酶活性法表征接种量对液态培养的影响 45-46 4.3 空白载体对三种固载生物量测定方法影响结果与分析 46 4.4 TTC-脱氢酶活性测定法表征固载
12、生物量的可行性研究 46-49 4.4.1 培养时间对 TTC-脱氢酶活性测定法的影响 46-47 4.4.2 菌悬液制备超声波细胞剥落时间对 TTC-脱氢酶活性测定法的影响 47-48 4.4.3 不同载体对 TTC-脱氢酶活性测定法的影响 48-49 4.5 本章小结 49-51 第五章 优势反硝化菌固定化条件与保存方法研究 51-62 5.1 优势反硝化菌群液态发酵条件单因素预优化 51-53 5.1.1 培养时间对菌株生长的影响 51 5.1.2 菌株最适生长温度 51-52 5.1.3 菌株最适 PH 值 52 5.1.4 菌株最适接种量 52-53 5.2 优势反硝化菌群固定化产品
13、的制备结果 53-54 5.3 响应面法优化优势反硝化菌群固态发酵体系 54-58 5.4 固定化产品保存方法的研究 58-61 5.4.1 冷冻保存法 58-59 5.4.2 鼓风风干法 59 5.4.3 烘干保存法 59-61 5.5 本章小结 61-62 第六章 农药废水优势降解菌固定化条件与生物活性研究 62-75 6.1 农药废水污泥驯化试验 62-64 6.1.1 农药废水污泥驯化 62 6.1.2 污泥驯化结果 62-64 6.2 农药废水菌培养基优化试验 64-65 6.3 农药菌液态培养条件优化 65-69 6.3.1 最适生长温度 65-66 6.3.2 最适生长 pH 值 66-67 6.3.3 最佳培养时间 67-68 6.3.4 最佳接种量条件 68-69 6.4 农药菌固态发酵培养条件响应面法优化 69-73 6.4.1 响应面实验设计 69-70 6.4.2 响应面实验结果与分析 70-73 6.5 农药废水高效降解菌固定化产品的降解性能 73 6.5.1 固定化产品的 COD 去除率 73 6.5.2 固定化产品的磷去除率 73 6.6 本章小结 73-75 第七章 结论与建议 75-78 7.1 结论 75-77 7.2 建议 77-78 参考文献 78-82 攻读学位期间发表的学术论文目录 82-83 致谢 83
