化学法合成生物完全降解塑料PHB及单体３—羟基丁酸的研究进展

本文介绍了新型生物降解塑料PHB的应用前景,重点报道了采用化学法合成3-羟基丁酸和PHB的各种工艺路线,提出了一种采用乙醛为原料制备3-羟基丁酸,工以3-羟基丁酸乙酯为原料制备PHB的化学合成法的新的工艺路线。     

利用假单胞菌DS1001a降解聚3-羟基丁酸酯制备3-羟基丁酸

利用单因素法和响应面中心试验法对假单胞菌(Psedomonas sp.)DS1001a降解聚3-羟基丁酸酯(PHB)制备3-羟基丁酸(3-HB)的条件进行了优化.结果表明,该菌株降解PHB制备3-HB的最适培养基条件为:0.2%PHB,0.05%NH4Cl,1.01%Na2HPO4·12H2O,0.39%KH2PO4,0.07%MgSO4·7H2O,0.000 5%CaCl2·2H2O;最适培养条件为:培养温度40℃,装液量150mL,接种量1%,初始pH值6.28,培养时间18h.优化后3-HB的质量浓度为1.555mg/mL,回收率为77.75%,是单因素优化后的1.56倍.     

以乙酸钠、丙酸钠为碳源的活性污泥合成聚羟基脂肪酸酯的结构分析

聚羟基脂肪酸酯(Polyhydroxyalkanoates，PHAs)是临时储藏于活性污泥的微生物体内的能量和碳源聚合物，是完全可生物降解的热塑性塑料。为了研究碳源对PHAs结构的影响，本采用乙酸钠、丙酸钠为碳源在厌氧条件下培养活性污泥得到2种不同的PHAs样品，通过^1HNMR、^13C NMR和GC-MS谱图确定其组成和比例：以乙酸钠培养活性污泥得到PHAs样品的单体组成以3—羟基丁酸酯(3-hvdroxybutyrale，3HB)为主，x(3HB)／x(3HV)(3-hydroxyvalerate，3-羟基戊酸酯)为93．9l：6．09；以丙酸钠培养活性污泥得到PHAs样品的单体组成主要以3HV为主，除3HB、3HV外，另外还有2—甲基—3—羟基丁酸酯(2—methyl-3-hydroxybutyrate，2M3HB)和2—甲基—3—羟基戊酸酯(2-methyl—3-hydroxyvalerate，2M3HV)，3HB／3HV／2M3HB／2M3HV的摩尔比为28．66：63．13：2．55：5．66。由此可见采用不同碳源培养活性污泥所得到的PHAs的单体组成是不同的。     

一种提取聚-β-羟基丁酸酯的新方法

介绍了一种用十二烷基磺酸钠（SDS）结合乙二胺四乙酸（EDTA）从圆褐固氮菌G－3细胞中分离聚－β－羟基丁酸酯（PHB）的方法，并与SDS单独作用菌体分离PHB的方法作了比较，实验发现，前种方法具有更高的效率。主要研究了在不同试剂用量、作用时间、作用温度和pH值等条件下，SDS和EDTA提取PHB的效果，并对分离条件进行了优化。结果表明，在50℃，pH值为7的条件下，用10g/L的EDTA和7g/L的SDS共同作用菌体（含PHB 66％）15min，可使PHB的纯度达到98．75％。     

聚—β—羟基丁酸的微生物降解性研究

利用已知微生物，采用平板培养的方法对化学合成的聚－β－羟基丁酸（PHB）及生物发酵制备的PHB进行生物降解性研究，测定了土壤中降解化学合成PHB的微生物群体及种类。结果表明，降解化学合成及生物制备PHB的微生物主要为假单胞杆菌，在土壤中的群体较大；化学合成的PHB降解程度强于生物发酵法制备的PHB。     

聚3—羟基丁酸酯薄膜的环境微生物降解研究

利用海水、活性污泥及土壤埋藏降解实验对化学法合成的聚３－羟基了酸酯（ＰＨＢ）薄膜进行了生物降解性研究。结果表明,降解化学合成ＰＨＢ薄膜的微生物分布比较广泛;水解作用在ＰＨＢ生物降解过程中对其失重率影响很小;ＰＨＢ薄膜的结晶度增加则生物降解性降低,ＰＨＢ中Ｓ型单体的存在将明显降低其生物降解性。     

水解酸化—好氧生物处理焦化废水的试验研究

对处理焦化废水的两种工艺的试验研究表明，采用水解酸化－好氧生物处理较单一好氧生物处理可取得良好的效果。水解酸化作为焦化废水的预处理比较适宜。当实际焦化废水进水CODcr浓度为2214mg/L，水解酸化停留时间12h，好氧曝气时间18h，间歇动态试验出水CODcr浓度为172mg/L时，CODcr的去除率达92．23％，满足污水综合排放标准（GB8978－95）的排放要求。     

以乙酸钠、丙酸钠为碳源的活性污泥合成聚羟基脂肪酸酯的结构分析

聚羟基脂肪酸酯(Polyhydroxyalkanoates, PHAs)是临时储藏于活性污泥的微生物体内的能量和碳源聚合物,是完全可生物降解的热塑性塑料.为了研究碳源对PHAs结构的影响,本文采用乙酸钠、丙酸钠为碳源在厌氧条件下培养活性污泥得到2种不同的PHAs样品,通过1H NMR、13C NMR和GC-MS谱图确定其组成和比例以乙酸钠培养活性污泥得到PHAs样品的单体组成以3-羟基丁酸酯(3-hydroxybutyrate,3HB)为主,x(3HB)/x(3HV)(3-hydroxyvalerate,3-羟基戊酸酯)为93.91∶6.09;以丙酸钠培养活性污泥得到PHAs样品的单体组成主要以3HV为主,除3HB、3HV外,另外还有2-甲基-3-羟基丁酸酯(2-methyl-3-hydroxybutyrate,2M3HB)和2-甲基-3-羟基戊酸酯(2-methyl-3-hydroxyvalerate,2M3HV), 3HB/3HV/2M3HB/2M3HV的摩尔比为28.66∶63.13∶2.55∶5.66.由此可见采用不同碳源培养活性污泥所得到的PHAs的单体组成是不同的.     

厌氧—好氧一体净化器处理生活污水的研究

研究了厌氧－好氧一体化污水净化装置处理生活污水的启动及运行特性，试验表明装置在自接种条件下启动，二周内可达到稳定的处理效果，出水ＣＯＤ〈１００ｍｇ·Ｌ＾－１，正常运行，ＨＲＴ〉６．２ｈ时，ＣＯＤ去除率大于８５．２％，ＢＯＤ５去除率大于８８．６％，出水水质满足国家的污水排放标准，ＮＨ３－Ｎ在１０．６ｍｇ·Ｌ＾－１左右。     

厌氧好氧组合工艺处理高含盐化工废水

为进一步解决高含盐化工废水的达标排放问题,以适应更高要求的排放标准,本文采用"厌氧水解-好氧活性污泥-接触氧化"工艺对某化工厂排出的高含盐废水进行处理,并对各处理阶段不同水力停留时间的处理效果进行研究,确定最佳的工艺运行条件.实验结果表明:当进水盐度为1%～2%、COD为300～700,mg/L时,厌氧水解池、好氧活性污泥池和接触氧化池的水力停留时间(HRT)分别为8,h、16,h和15,h,工艺出水COD低于100,mg/L,COD去除率维持在72%～92%,为高含盐化工废水处理厂的升级改造提供了一条可行的途径.     

两相厌氧／好氧工艺处理屠宰废水的工程应用

屠宰废水有机物浓度和色度较高，水质和水量波动较大。采用两相厌氧／好氧工艺处理该类废水。废水经过两道格栅去除颗粒悬浮物，然后经厌氧接触池、厌氧挡板反应器，再经SBR反应器去除有机物，最后过滤出水。在厌氧挡板反应池内安装弹性组合填料，并投加活化沸石作为戴体，以提高反应器的处理效率。工程实际运行结果表明，吨水投资费用为0．35万元，运行成本为0．6元／m3。应用该工艺处理屠宰废水，易于操作，出水水质稳定，满足国家排放标准，处理效率高，是一种值得推广的方法．     

真养产碱杆菌H16合成聚-β-羟基丁酸酯的培养基优化

对真养产碱杆菌(Ralstonia eutropha)H16累积聚-β-羟基丁酸酯(PHB)的发酵培养基组成进行了优化.在单因素实验的基础上,采用Plackett-Burman设计确定了碳源浓度和碳氮质量比两个显著影响真养产碱杆菌生长和累积PHB的因素.通过响应面设计法获得最优发酵培养基组成为:葡萄糖28.8 g/L,酵母粉0.2 g/L,碳氮质量比5,KH2PO4 1.0 g/L,Na2HPO4 0.3 g/L,MgSO4 1.0 g/L,CaCl2 0.1 g/L,ZnSO4 0.65 mg/L,FeSO4 0.1 mg/L,(NH4)6Mo7O240.3 mg/L,H3BO30.3 mg/L,pH 7.0.在此最优发酵条件下,细胞干质量浓度达到16.1 g/L,PHB的质量浓度达到7.9 g/L,糖对细胞的转化率为64%,对PHB的转化率为32%.     

高温好氧金属膜生物反应器处理合成生活污水

将0.5 μm孔径的平板式不锈钢膜组件应用于高温好氧膜生物反应器中处理合成生活废水.在35～55 ℃温度范围,反应器具有较高的污染物去除效率,出水水质稳定.平均进水COD为853.3mg/L,出水为19.2mg/L,去除率为97.7%.膜渗透液中无悬浮物.与常温生物处理工艺相比,高温好氧处理污泥沉降性较差,污泥净增长量较低,发现的嗜热菌主要为嗜热杆菌.生物污染是膜的主要污染类型,EPS是导致膜污染的主要因素.用次氯酸钠溶液清洗可以有效恢复膜通量.实验表明,不锈钢膜在高温膜生物反应器污水处理工艺中有很大的应用潜力.     

燃烧合成同时致密化制备TiC—Al2O3／Fe复合材料

采用燃烧合成同时致密化技术制备出具有良好综合力学性能的TiC/Al2O3/Fe复合材料（致密度最高为99．4％）。材料具有很高的比刚度；金属Fe相的加入，较大地提高了材料的强度与韧性。     

聚3-氧戊烷-1,5-二酸二酚酯的合成及其液晶性能

以相转移催化法合成了一系列新颖的聚3-氧戊烷-1,5-二酸二酚酯类化合物。以热台偏光显微所拍照片及差热分析对其液晶性能进行鉴定,表明其中五个聚合物为热致型高分子液晶,它们具有较低的熔点和适宜的较宽的液晶相温度范围,是一种很好的高分子液晶材料。实验表明3-氧戊烷-1,5-二醇氧化的最佳反应条件为:硝酸浓度50%、3-氧戊烷-1,5-二醇和硝酸的摩尔比1:9、反应温度70℃、反应时间4 h。选择四丁基氯化铵为相转移催化剂,加入量为二元酚摩尔量的6.5%。选择氯仿作有机相溶剂,以和水相相等的体积进行反应。对笨二酚衍生物上取代基的极性是影响聚3-氧戊烷-1,5-二酸二酚酯的液晶性能的重要原因。