应用于精准发酵的激光CO2尾气在线检测技术研究

针对精准发酵过程特征气体实时在线监测的需求，采用可调谐半导体激光吸收光谱（TDLAS）方法对发酵尾气中CO2进行了检测技术研究，并结合精准发酵工艺特点，研发了一套激光CO₂在线监测分析系统，检测量程为0~2%，实现了全量程范围内测量误差小于0.08%，响应时间达到5.46 s。现场试验结果表明，该系统具有较高的灵敏度、稳定性与可靠性，并且使用寿命较长，适用于精准发酵过程特征气体的在线监测。     

氧化还原介体催化强化污染物厌氧降解研究进展

 由于厌氧生物处理技术具有产生剩余污泥少、可回收能源等优点而被广泛用于处理各种有机污染物，尤其在有毒、有害、难降解污染物的去除方面取得了良好的效果。然而，厌氧生物法的处理速率通常比较低，而氧化还原介体可通过自身不断的氧化和还原来传递电子，提高电子在氧化还原反应过程中的传递速率，从而促进污染物高效厌氧降解。醌类物质和腐殖酸是应用较多的氧化还原介体，在催化难降解污染物降解方面取得了一定效果。讨论了氧化还原介体的特点、作用机制，并总结了其对偶氮染料厌氧脱色、反硝化和多氯联苯厌氧降解的强化作用，提出了氧化还原介体未来的研究方向。     

丙酸盐对厌氧氨氧化除氮性能及群落结构的影响

为了探究有机碳对厌氧氨氧化的长期影响, 向厌氧氨氧化膜生物反应器中添加不同浓度的丙酸钠, 研究对反应器的除氮效能以及微生物的种群结构和功能变化。结果表明: 反应器主要的脱氮过程由CandidatusBrocadia完成, 当丙酸钠浓度为100 mg/L时, 反应器中由于异养细菌的生长, 可实现碳氮的同步去除, 平均总氮去除率可达91.9%。当丙酸钠浓度为200 mg/L 时, 对Candidatus Brocadia的抑制作用导致反应器除氮性能下降, Candidatus Brocadia的丰度降至41.2%, 总氮去除率降至 78.8%。在有机碳抑制作用解除后, 反应器的除氮性能恢复为86.8%, Candidatus Brocadia丰度增加到54.0%, 但群落多样性下降, 属水平的微生物组成有较大的改变。     

枯草芽孢杆菌SX3411产抑菌物质的发酵条件优化

枯草芽孢杆菌SX3411菌株自身带有subtilomycin基因簇,其主要的抑菌成分为subtilomycin.该文采用单因素分析法分析了枯草芽孢杆菌SX3411在不同发酵条件和营养成分时对抑菌物质产生的影响.根据单因素分析,对枯草芽孢杆菌SX3411产抑菌物质设计了响应面法分析,通过响应面法获得了最优的发酵条件和最佳营养成分配比.结果表明:最佳培养条件是初始pH值为8.25、转速为169 r?min^-1、温度为30.24 ℃、装液量为37.9%、接种量为1.46%,抑菌圈直径预测值为30.04 mm; 最佳培养基的成分为葡萄糖11.4 g?L^-1、酵母粉5.0 g?L^-1、ZnSO₄ 0.000 56 g?L^-1、CaCl₂ 0.059 5 g?L^-1,抑菌圈直径预测值为27.83 mm.实际检测值与预测值完全吻合.实验结果为生产羊毛硫细菌素subtilomycin提供了依据.     

微生物批式流加发酵动力系统及参数辨识

微生物批式流加发酵生产1,3-丙二醇是一种重要的生产方式,但是目前研究只考虑了细胞外5种物质浓度的变化,没有考虑代谢机理、细胞内物质浓度的变化及重要的中间产物。本文将细胞内甘油、3-羟基丙醛和1,3-丙二醇三种物质的浓度变化考虑在内,假设甘油跨膜运输情形为主动运输和被动扩散,1,3-丙二醇的跨膜运输情形为主动运输和被动扩散,建立了微生物批式流加发酵动力系统。以实验值与计算值的误差平方和作为性能指标建立参数辨识模型,并用改进的粒子群算法求解模型中参数。结果表明,改进后模型平均相对误差比现有文献略有降低,说明了模型的有效性。     

响应面法优化S2菌株的培养条件

利用快速筛选方法从大庆采油三厂油田采出水中筛选出高产生物表面活性剂菌株S2,经鉴定为芽孢杆菌属.对S2菌株产生的生物表面活性剂进行提取及纯化后,通过离子鉴别实验及红外光谱法对其进行定性检测,确定其种类为非离子型脂肽类.以菌种S2产生的发酵液的乳化指数(E24)为指标,通过响应面优化方法对S2菌株的培养条件进行优化,以接种量、pH值、温度、摇床转速为因素优化对象进行实验.在此模型的基础上,通过二次回归方程得出最佳值是pH为7.2、温度为43.5℃、接种量为5.2%(V/V)、摇床转速为162r/min.在优化后的最佳培养条件下,测得菌株S2所产生发酵液的最优E24为81.20%.     

一类微生物发酵过程的优化

研究了甘油生物歧化为1,3-丙二醇过程的优化.首先给出了使目的产物1,3-丙二醇浓度最大的稳态优化模型,然后基于MATLAB和1st Opt软件,构造了可求其最优解的混杂优化方法,取得了较好的应用效果.     

木蹄层孔菌的液体发酵培养及粗多糖提取

以菌丝生物量为指标,筛选出木蹄层孔菌液体发酵培养基配方,并进行了粗多糖提取。结果表明:培养基配方为葡萄糖3.0%,蛋白胨1.0%,酵母浸膏0.5%,Na NO30.1%,K2HPO40.1%,KCl 0.05%,Fe SO40.001%,p H值为7.0,用紫外可见分光光度法绘制标准曲线,可测得粗多糖含量。     

厌氧处理结合超声空化高效破解剩余污泥

为了提高超声空化破解剩余污泥的效率,进而提高污泥的可生化性能,提出先进行短时间的厌氧处理,再进行超声空化的破解方案;并对厌氧0~6 d的污泥进行了超声破解实验研究.实验结果显示:随着厌氧时间的增加,污泥自身性质发生较大改变,如化学需氧量(COD)、肽聚糖浓度大幅度增加,p H值明显降低等;对厌氧污泥进行破解,其破解效果优于新鲜污泥:对厌氧6 d的污泥进行破解,其COD浓度是新鲜污泥的99.3倍,是新鲜污泥破解后的9.5倍.厌氧处理可以降低污泥的破解难度,在较大程度上提高超声空化强度,该工艺可以实现高效破解剩余污泥的目的.     

焦化废水的生物滤池A/O厌氧生物强化处理研究

采用生物滤池A/O工艺处理有机废水,着重考察有机物厌氧段的生物强化处理效果.搭建相同的反应器A和B,在同等运行条件下,分别投入微生物菌剂P115和B350.结果表明,反应器A厌氧段对中低浓度易降解有机物去除效果显著,去除效率为85％,较反应器B的去除效率高20％.加入焦化废水后,两系统厌氧段COD的去除效率均降低至40％左右.通过进出水的紫外可见光吸收光谱、有机物分子量以及GC-MS分析可知,经过厌氧处理后,出水的紫外分光吸收值降低,有机物分子量减小,多数多环芳烃及少量杂环类化合物降解,难降解有机物在厌氧段能够得到较好降解.通过比较,反应器A厌氧段微生物对有机物去除效果更佳,从而揭示了微生物菌剂P115对于厌氧环境下的菌群结构具有显著改善作用.