混和菌群合成PHA工艺影响因子与优化策略研究

发布时间：2023-03-19 14:15

　　聚羟基烷酸酯（Polyhydroxyalkanoates，PHAs）是传统石化塑料的最佳替代品，具有与传统塑料相似的特性和良好的生物降解性，是近些年来研究的热点。微生物在电子受体/供体（例如厌氧-好氧工艺）或者底物（好氧动态补料模式）非连续存在的环境中会将周围的碳源以PHA的形式在细胞内积累。目前PHA的规模化运用主要集中在纯菌发酵工艺上，但是原材料和严格消毒的生产过程提升了纯菌发酵的成本，使其难以进一步推广。混合菌群PHA发酵工艺的出现将PHA的生产成本大大降低，随后研究者将目光投向富含微生物群体的城市污水厂活性污泥和富含碳源的有机废水，因此混菌合成PHA工艺便显现了良好的环境效益。 目前利用活性污泥合成PHA的工艺中研究较多的是三段式工艺，其包含有机废水酸化、产PHA混合菌富集驯化以及批次PHA合成三个阶段。产PHA混合菌的富集是三段式工艺的核心阶段，如何强化富集体系的筛选力，提升混合菌群的PHA合成能力一直是三段式PHA合成工艺面临的主要课题。此外，寻求稳定、高效的批次PHA合成模式也是研究者关注的焦点。 本课题将会在先前研究的基础上以三段式工艺为平台，以发酵蔗糖废水为底物考察污...

【文章页数】：83 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题背景
        1.1.1 课题来源
        1.1.2 课题研究目的和意义
    1.2 国内外研究进展概述
        1.2.1 聚羟基烷酸酯（PHAs）的特性
        1.2.2 混合菌群合成 PHA 的机理
        1.2.3 混合菌群合成 PHA 的主要工艺
        1.2.4 PHA 合成菌富集过程影响因子研究
        1.2.5 分子生物学技术在富集系统微生物群落分析中的应用
    1.3 研究内容与技术路线
        1.3.1 具体研究内容
        1.3.2 技术路线
第2章 试验材料与方法
    2.1 试验材料
        2.1.1 试验装置
        2.1.2 试验仪器
    2.2 试验方法
        2.2.1 样品分析方法
        2.2.2 分子生物学试验方法
        2.2.3 反应装置配水方案及取样方法
        2.2.4 常用参数计算方法
第3章 污泥停留时间（SRT）对驯化反应器富集效果的影响
    3.1 引言
    3.2 SRT 对驯化体系 PHA 富集表现的影响
        3.2.1 试验流程及工艺控制
        3.2.2 反应器运行稳定性的评价
        3.2.3 富集反应器 PHA 合成能力的评价
    3.3 基于 T-RFLP 技术的富集反应器种群结构监测
    3.4 SRT 对富集反应体系影响机理的讨论
        3.4.1 F/F 比
        3.4.2 基于微生物世代时间的淘汰作用
        3.4.3 两种因素的共同作用
    3.5 基于 SRT 的产 PHA 菌富集阶段优化策略研究
    3.6 本章小结
第4章 种泥初始投加浓度对产 PHA 混合菌群富集效果的影响研究
    4.1 引言
    4.2 初始种泥浓度对三段式工艺 PHA 合成表现的影响
        4.2.1 试验工艺流程控制
        4.2.2 富集反应器运行稳定性评价
        4.2.3 富集反应器 PHA 合成能力评价
    4.3 富集反应器运行周期内糖原变化情况
    4.4 基于 T-RFLP 技术的富集反应器菌群结构分析
    4.5 初始种泥浓度对富集体系影响机理的讨论
    4.6 基于初始种泥浓度的产 PHA 菌富集阶段优化策略研究
    4.7 本章小结
第5章 三段式工艺 PHA 合成阶段的优化与探索
    5.1 引言
    5.2 批次 PHA 合成试验的优化改进
        5.2.1 试验工艺流程控制
        5.2.2 不同补料模式下混合菌群 PHA 合成情况
    5.3 BATCH 试验混合菌群摄取 VFA 规律的探索
        5.3.1 试验工艺参数控制
        5.3.2 不同底物条件下混发酸利用情况
    5.4 基于补料模式及底物利用规律的工艺优化策略研究
    5.5 本章小结
结论
参考文献
致谢



本文编号：3765393