论文题目: 固定化白腐菌降解造纸综合废水中木素的研究
论文类型: 硕士论文
论文专业: 生物化工
作者: 李朝霞
导师: 朱建良
关键词: 固定化,白腐菌,造纸综合废水,降解,木素
文献来源: 南京工业大学
发表年度: 2005
论文摘要: 我国制浆造纸行业每年都排放出大量的造纸废水。如何降解造纸废水中高浓度的木素等污染物并维持废水生物处理装置内高浓度的生物量，一直是人们研究的课题之一。固定化微生物细胞在废水处理领域具有处理效率高、处理装置占地小、剩余污泥产量少等优点，从而成为处理各类有机废水的热点。近年来，白腐菌因其极强的木素降解能力和独特的降解机制而成为生物法处理各种造纸废水的模式菌。本研究采用具有良好生物相容性且廉价的两种常用的高分子固定化材料海藻酸钠和壳聚糖以界面络合法形成微胶囊，同时以吸附法结合具有良好吸附能力的活性炭制得一种新型多组分的海藻酸钠-壳聚糖-活性炭(SA-CA-PAC)生物微胶囊，作为木素强降解微生物-白腐菌的固定化载体。一方面是对常用的双组分的海藻酸钠-壳聚糖体系的改进，克服了双组分体系的局限性，可以从多方面调控微胶囊性能以适应多变的实际环境需要。另一方面，使物理吸附法和化学包埋法相结合，为固定化微生物细胞处理有机废水提供出一种新的尝试。 首先从海藻酸钠浓度、氯化钙浓度、反应时间，反应温度等影响海藻酸钙胶珠强度的几个主要因素入手获得具有最佳机械强度的海藻酸钙胶珠，然后再从壳聚糖溶液的浓度、成膜反应时间、覆膜时间、液化时间、海藻酸钙胶珠与壳聚糖溶液的体积比、盐离子的浓度等方面入手考察影响海藻酸钠-壳聚糖生物微胶囊制备的各种因素，以此为基础进一步研究了各因素对添加了适量活性炭后的新型SA-CA-PAC生物微胶囊的粒径、机械强度和膨胀度等主要性能的影响。实验结果表明：在反应温度为30℃时，向2.0％的海藻酸钠溶液中添加粉末活性炭量为0.75％(W／V)，壳聚糖溶液浓度1.8％，成膜反应时间10min，覆膜时间10min，液化时间8min，控制盐离子浓度为1.5％，所制得的SA-CA-PAC生物微胶囊机械强度性能最好。 为了进一步研究该新型微胶囊的扩散性能，又通过不同分子量的PEG(聚乙二醇)溶液和乙醇、乳糖、氨基酸等小分子的物质来考查了该微胶囊体系的截留分子量和扩散性能。研究表明，PEG4000是该微胶囊膜的最大截留分子量；不同小分子量的物质具有较好的扩散性能，且具有相一致的扩散规律。 用所研制的SA-CA-PAC生物微胶囊固定化本实验室保存的具有良好木质素降解能力的一属微生物—白腐菌后，用来处理造纸废水。由于造纸综合废水是复
论文目录:
摘要
ABSTRACT
第一章 文献综述
1.1 选题依据和背景情况
1.2 木素的结构特点
1.3 白腐菌及其木素降解酶
1.4 固定化技术与固定化细胞技术概述
1.4.1 吸附法
1.4.2 包埋法
1.4.3 共价结合法
1.4.4 交联法
1.5 生物微胶囊技术
1.5.1 生物微胶囊的制备方法
1.5.1.1 囊心分散
1.5.1.2 囊心微胶囊化
1.5.1.3 微胶囊固化与交联
1.5.2 生物微胶囊壁材的选择
1.5.3 生物微胶囊的性能
1.5.3.1 生物微胶囊机械强度性能
1.5.3.2 生物微胶囊传递性能
1.5.3.3 生物微胶囊生物相容性能
1.6 白腐菌的生物固定化技术现状
1.7 本论文的主要研究内容
第二章 SA-CA-PAC生物微胶囊的制备条件研究
2.1 前言
2.2 实验部分
2.2.1 实验方案及制备流程
2.2.2 制备方法
2.2.3 测定方法
2.2.3.1 微胶囊和胶珠机械强度的测定方法
2.2.3.2 微胶囊和胶珠直径和膜厚的测定方法
2.2.3.3 微胶囊膨胀度的定义及测定方法
2.2.3.4 微胶囊和胶珠的微结构的测定
2.2.4 实验试剂及仪器
2.3 结果与讨论
2.3.1 粉末活性炭添加量对微胶囊性能的影响
2.3.2 添加适量粉末活性炭后的胶珠性能的影响因素分析
2.3.3 添加适量粉末活性炭后的微胶囊性能的影响因素分析
2.3.4 SA-CA-PAC微胶囊稳定性测试
2.3.5 SA-CA-PAC微胶囊膜微结构分析
2.4 小结
第三章 SA-CA-PAC生物微胶囊的传递性能研究
3.1 材料和方法
3.1.1 材料
3.1.1.1 试剂
3.1.1.2 仪器设备
3.1.2 方法
3.1.2.1 生物微胶囊的制备方法
3.1.2.2 生物微胶囊性能的测定方法
3.1.2.3 分析方法
3.1.2.4 截留分子量的测定方法
3.1.2.5 生物微胶囊的扩散系数测定方法
3.2 结果分析与讨论
3.2.1 生物微胶囊截留分子量的测定
3.2.2 小分子底物在微胶囊中的扩散
3.3 小结
第四章 固定化白腐菌降解造纸综合废水中木素的研究
4.1 前言
4.2 材料
4.2.1 菌种与废水
4.2.2 仪器
4.2.3 培养基
4.2.3.1 种子培养基
4.2.3.2 驯化培养基
4.3 方法
4.3.1 耐碱性驯化
4.3.2 种子菌悬液制备
4.3.3 白腐菌的固定化方法
4.3.4 不同接种量下培养体系的建立与菌体培养
4.3.4.1 不同接种量下培养体系的建立
4.3.4.2 菌株培养
4.3.5 COD_(Cr)值测定
4.3.6 木素测定
4.3.7 白腐菌数量的测定
4.3.8 pH值的测定
4.4 结果与讨论
4.4.1 白腐菌的耐碱性驯化
4.4.2 不同接种量下两体系溶液的pH值
4.4.3 不同接种量下两体系溶液的白腐菌数量
4.4.4 不同接种量下两体系溶液的木素
4.4.4.1 吸光度
4.4.4.2 木素含量
4.4.5 不同接种量下两体系溶液的COD_(Cr)
4.4.6 木素降解与COD_(Cr)变化的关系
4.5 小结
第五章 结论与建议
5.1 主要研究成果
5.2 存在的不足
5.3 进一步研究的建议
参考文献
攻读学位期间成果
致谢
发布时间: 2007-03-23
参考文献
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