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

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),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0.49ugTFg-1.h-1,固定化产品TTC脱氢酶活性检出值为11.54ugTFg-1.h-1,优化后硝化菌固定化产品TTC脱氢酶活为16.87ugTFg-1.h-1,反硝化菌固定化产品TTC脱氢酶活为30.85ugTFg-1.h-1,农药降解菌固定化产品TTC脱氢酶活为17.06ugTFg-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5-9Abstract9-13目录15-18第一章绪论18-211.1高浓度工业废水的来源及危害181.1.1焦化废水181.1.2农药废水181.2高浓度工业废水处理现状18-191.2.1焦化废水处理现状18-191.2.2农药废水处理现状191.3研究课题的提出及意义191.4研究内容19-21第二章文献综述21-272.1生物强化技术21-222.1.1高效工程菌株筛选与构建212.1.2生物强化技术的作用方式21-222.2固定化生物技术的研究现状22-232.2.1固定化技术简介22-232.2.2固定化技术在废水处理中的优点232.3固体发酵技术的研究现状23-252.3.1固态发酵定义232.3.2固态发酵载体23-242.3.3固体发酵反应器24-252.3.4固体发酵在环境领域的应用252.4固态发酵生物量测定方法25-262.5小结26-27第三章实验部分27-423.1实验材料27-293.1.1实验所用的主要仪器273.1.2实验菌种来源和实验用水27-293.1.3实验所用培养基293.2液态培养29-313.2.1优势菌株复活与扩培293.2.2优势菌液态培养条件的优化试验29-313.3固态发酵系统31-343.3.1好氧菌固态发酵系统31-323.3.2厌氧菌固态发酵系统32-333.3.3鼓风风干装置33-343.4固定化产品的制备34-353.4.1硝化菌固定化产品制备34-353.4.2反硝化固定化产品制备353.4.3.农药菌固定化产品制备353.5固定化产品保存方法35-363.6测定方法36-423.6.1生物量的脂磷分析方法36-373.6.2生物量的麦角固醇分析方法373.6.3生物量的TTC-脱氢酶活性分析方法37-383.6.4COD的测定38-393.6.5比浊法测定菌液吸光度39-403.6.6总磷的测定方法40-42第四章固定化产品生物量分析方法42-514.1优势硝化菌固定化产品制备42-434.2TTC脱氢酶活测定法表征硝化菌液态培养条件的研究43-464.2.1浊度法和TTC脱氢酶活性法表征生长曲线对比43-444.2.2TTC脱氢酶活性法表征温度对液态培养的影响444.2.3TTC脱氢酶活性法表征pH对液态培养的影响44-454.2.4TTC脱氢酶活性法表征接种量对液态培养的影响45-464.3空白载体对三种固载生物量测定方法影响结果与分析464.4TTC-脱氢酶活性测定法表征固载生物量的可行性研究46-494.4.1培养时间对TTC-脱氢酶活性测定法的影响46-474.4.2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47-484.4.3不同载体对TTC-脱氢酶活性测定法的影响48-494.5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51-625.1优势反硝化菌群液态发酵条件单因素预优化51-535.1.1培养时间对菌株生长的影响515.1.2菌株最适生长温度51-525.1.3菌株最适PH值525.1.4菌株最适接种量52-535.2优势反硝化菌群固定化产品的制备结果53-545.3响应面法优化优势反硝化菌群固态发酵体系54-585.4固定化产品保存方法的研究58-615.4.1冷冻保存法58-595.4.2鼓风风干法595.4.3烘干保存法59-615.5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62-756.1农药废水污泥驯化试验62-646.1.1农药废水污泥驯化626.1.2污泥驯化结果62-646.2农药废水菌培养基优化试验64-656.3农药菌液态培养条件优化65-696.3.1最适生长温度65-666.3.2最适生长pH值66-676.3.3最佳培养时间67-686.3.4最佳接种量条件68-696.4农药菌固态发酵培养条件响应面法优化69-736.4.1响应面实验设计69-706.4.2响应面实验结果与分析70-736.5农药废水高效降解菌固定化产品的降解性能736.5.1固定化产品的COD去除率736.5.2固定化产品的磷去除率736.6本章小结73-75第七章结论与建议75-787.1结论75-777.2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