超声波辅助离子液体-盐酸溶液预处理稻秆的研究

为研究超声波对离子液体-盐酸溶液预处理木质纤维素的影响,采用氯化-1-丁基-3-甲基咪唑和氯化-1-烯丙基-3-甲基咪唑的盐酸溶液在超声辅助下对稻秆于30~70℃进行预处理,探讨了温度、酸度和处理时间对酶解产糖量的影响,并在最佳条件下通过酶解糖化、成分分析、表面形貌、结晶度及化学结构的变化对有无超声辅助下预处理的效果进行考察.结果表明,温度、酸度及处理时间对酶解产糖量具有显著影响,在超声波辅助下,产糖量、纤维转化率及脱木质素率分别提高20.13%~28.96%、31.69%~35.23%和18.06%~19.33%.扫描电镜、X-射线衍射及傅里叶变换红外光谱分析表明,超声波辅助离子液体-盐酸溶液预处理能够促进对稻秆表面形貌和化学结构的破坏,并降低纤维素的结晶度.     

纤维素降解细菌的筛选及其产酶条件优化

以羧甲基纤维素钠为碳源,从秸秆堆腐物及牛粪中分出到8株能降解纤维素的细菌菌株,分别对其进行了滤纸崩解、CMC相对酶活、CMCase、滤纸失重率等的测定,从中筛选出N-12菌株分解纤维素的能力最强,初步鉴定为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis).通过测定不同培养条件下N-12菌株的产酶能力,初步确定其最佳产酶条件为:最适氮源为蛋白胨,最适pH为8.0,最适温度为37℃,接种量4%,培养72h,CMCase最高.     

亲水改性磺酸型碳材料催化纤维素水解研究

该研究以微晶纤维素作为纤维素的模型物,开展了对亲水改性的磺酸型碳材料在水热条件下催化纤维素水解产生还原糖的研究,考察了亲水改性对催化水解作用的影响,并分析了在改性碳材料催化条件下,反应时间、催化剂用量、反应温度等因素对纤维素水解过程的影响。研究结果表明碳材料的亲水改性能提高催化剂表层的亲水性能,从而提升其催化水解纤维素的性能。在170℃条件下,催化剂投加量为0.2 g,反应时间为10 h时是纤维素水解和还原糖积累的最佳条件。     

混凝法深度处理焦化废水的研究

针对焦化厂二级生化出水CODcr、色度不达标问题,研究采用PAC和PFS对焦化厂二级生化出水进行深度处理研究。研究确定了各混凝剂的最佳投药量和最适pH值,对比了各混凝剂在最佳混凝条件下的处理效果,以及在最佳投药量条件下最佳pH值。结果表明：PAC最佳投药量为6g/L,PFS最佳投药量为5.5g/L;在最佳投药量的条件下,对CODcr去除较好的是PAC,去除率为44.83%;对色度去除率两者相同,都为80%;二者最佳pH值均为7。     

纤维素降解菌Arthrobacter oryzae HW-17的纤维素降解特性及纤维素酶学性质

采用单一碳源选择性培养基和纤维素平板水解圈法筛选到一株具有较强纤维素分解能力的菌株Arthrobacter oryzae HW-17.此外,高通量测序发现,不同驯化条件下微生物群落结构有明显差异,低温条件下优势属为类芽孢杆菌属(Paenibacillus)和伯克氏菌属(Burkholderia).本文同时对菌株Arthrobacter oryzae HW-17的微生物特性和纤维素降解特性进行了初步研究,结果发现,KNO_3、30或35℃、pH=7分别为菌株产纤维素酶的最佳氮源、温度和pH.菌株HW-17的最高纤维素酶活为18.55 U·m L~(-1),且对磨碎加工处理的纤维素样品和含鸡粪的纤维素混合样品有更好的降解效果.此外,菌株HW-17产生的纤维素酶在中温(≤50℃)和偏酸性(pH=5~7)条件下能保持较高的酶活.Cu(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)等金属离子能够抑制该酶的活性.     

水稻秸秆经漆酶预处理后产沼气研究

利用秸秆产沼气是秸秆无害化处理解决环境污染问题的可行手段.本研究针对秸秆特殊结构而导致产沼气少、启动慢、利用率低等问题,采用自培养漆酶预处理水稻秸秆,提高了秸秆产气率及利用率.通过研究发现,当漆酶添加量为40 mL、发酵温度为35℃、预处理7d的条件下,秸秆的产气量最高;同时发现,金属离子的添加对沼气产量有很大影响,其中Cu2添加后产气量提高最多.另外,研究发现预处理天数为24 d的秸秆木质素纤维素降解率最高.     

天然高分子改性絮凝剂的性能及与磁场协同混凝效能研究

介绍以纤维素为主的植物高分子硅酸改性新型絮凝剂的结构,粘度等性能,以给水水源为研究对象,在磁场的协同作用下强化混凝处理,通过浊度、残铝量,耗氧量等指标反应了在常规给水处理工艺的基础上进行有效深度处理的可能性。     

造纸废弃纤维糖化研究

通过Plackett-Burman设计法筛选影响造纸废弃纤维糖化的主要影响因子,采用Box-Benhnken实验设计优化造纸废弃纤维糖化实验条件。结果表明:酶解时间、底物浓度、酶用量是影响废弃纤维的主要影响因素;在酶解时间81.5 h、底物浓度51.3 g/L、复合纤维素氧化酶酶量37.2 IU/g底物的条件下,糖化率可达到73%以上。     

固定化漆酶深度处理麦草浆造纸废水的研究

以海藻酸钠固定化漆酶,利用固定化漆酶处理造纸废水,采用单因素试验方法确定各个因素对废水处理效果的影响。采用正交试验设计方法,对固定化漆酶处理造纸废水的适应条件进行优化研究,得到最佳反应条件为:pH值为4,反应时间为24h,摇床转速为160r/min,反应温度为40℃。在最佳反应条件下,固定化漆酶对造纸废水的色度去除率在70%以上,对COD的去除率均在65%以上。     

纤维素胺基树脂的制备及脱色性能评价

用氯化亚砜改性微晶纤维素,利用二乙烯三胺对氯化纤维素进行胺基取代制得纤维素胺基树脂。通过正交试验确定纤维素胺基树脂的最佳制备条件;红外分析以及X-衍射可知:氯化纤维素改性取代胺基得到纤维素胺基树脂。纤维素胺基树脂有较好的脱色功能。对甲基橙脱色条件为:吸附时间6 h,吸附温度为30℃,甲基橙初始浓度取为20 mg/L,树脂投加量为0.02 g。     

正交实验选择纤维素酶产生菌的最优综合培养条件

在复合碳源、30℃恒温培养条件下,用正交实验法对影响纤维素酶产生菌降解纤维素的5种单因素培养条件进行了优化,并将优化得到的条件应用于厌氧-好氧废水处理系统.结果表明,MgSO4用量等单因素对纤维素酶活性以及纤维素降解率有不同程度的促进作用;正交实验得到厌氧菌和好氧菌的最佳培养条件不完全一致;在废水处理系统中,5种单因素的最佳综合水平为:30mg/L MgSO4,20mg/L CoCl2,CNP配比为400:5:1,氮源为NH4Cl (28.7mg/L), pH=7.0,此时厌氧菌及好氧菌酶活性分别为4801U/L和4794U/L,酶稳定性分别达到91.0%和95.5%,纤维素降解率为31.9%和28.4% .     

处理秸秆纤维素乙醇废水的东北土著白腐真菌筛选及特性研究

为了提高秸秆纤维素乙醇废水的处理效果,选择6种东北土著白腐真菌,对2%的秸秆纤维素乙醇废水中木质素进行降解处理.采用正交试验法对筛选出的高效降解菌进行产漆酶培养基的优化.结果表明:6种白腐真菌最高酶活大小顺序为青顶拟多孔菌>血红密孔菌>糙皮侧耳菌>彩绒革盖菌>烟色烟管菌>灵芝;血红密孔菌、糙皮侧耳菌、彩绒革盖菌、青顶拟多孔菌、灵芝、烟色烟管菌在第0天起始质量浓度为640.9~716.6 mg/L,在第14天木质素的质量浓度分别为434.0、411.2、441.8、441.7、533.3、503.5 mg/L,对木质素的去除率分别为37.1%、37.0%、31.8%、31.7%、25.6%、21.4%,并分别在第12、12、4、4、2、6天木质素降解趋于平稳,表明降解效果最好的菌种为血红密孔菌.血红密孔菌产漆酶培养基最优组合方案:最佳碳源为锯末,质量浓度为35 g/L;最佳氮源为蛋白胨,质量浓度为4 g/L;最佳pH为5.极差分析表明,各因素对血红密孔菌产漆酶的影响顺序为碳源>氮源> pH >氮源质量浓度>碳源质量浓度.在最佳培养基条件下,废水中木质素降解率达41.1%.研究显示,血红密孔菌可以作为生物法处理秸秆纤维素乙醇废水的菌种资源,也可为今后的进一步应用研究提供科学依据.      

糠醛渣纤维素酶解研究

以糠醛渣为原料进行纤维素酶解研究,考察了预处理方式、酶用量、底物浓度和酶解时间对糠醛渣酶解的影响,并将其与稀酸预处理的玉米芯进行对比.结果表明,未经处理的糠醛渣由于酸性较强并含有糠醛等抑制性的物质,不能直接用于酶解,水洗和Ca(OH)₂脱毒法都可以显著提高糠醛渣的酶解效果;水洗糠醛渣的酶解最佳条件为：1∶9（g∶mL）的底物浓度、20 FPU/g（酶活/底物）,酶解时间为48 h,在此条件下,还原糖浓度为35 g/L,糠醛渣的转化率为30%,糠醛渣中纤维素的转化率为61%.     

PHBV泡沫吸油材料的制备及吸油性能研究

以PHBV为基材 ,在不同的助剂条件下采用真空冷冻干燥制备了几种PHBV泡沫吸油材料 ,并进行了吸油性能的比较。实验结果表明 :以三氯甲烷和乙基纤维素为助剂制备的PHBV泡沫吸油材料的吸油率、二次吸油率随着助剂量的增加而有所提高 ,而以乙酸纤维素为助剂制备的PHBV泡沫吸油材料的吸油率、二次吸油率随着助剂量的增加而有所降低 ,三者保油率的变化不明显。当达到最佳配比时 ,三种助剂制备的PHBV泡沫在 2 6℃原油下的吸油率可达 2 0倍 ,在 17℃原油下的吸油率可达 30倍。从吸油性能、成本和环保等方面综合考虑 ,以乙酸纤维素作为助剂的制备方法为最佳     

玉米秸秆堆沤处理对厌氧发酵的影响

采用厌氧发酵后的发酵液和秸秆发酵剂对玉米秸秆进行堆沤处理,设计正交试验L9(34),在温度、含水率、时间、玉米秸秆粒径不同的条件下,考察堆沤处理对纤维素和木质素降解率的影响,并对堆沤处理前后的玉米秸秆进行厌氧发酵产气试验。结果表明:不同堆沤条件下,秸秆的纤维素和木质素降解效果以及后期厌氧发酵产气效果都不相同;最优条件为温度30℃,含水率为60%,堆沤时间为15d,秸秆粒径1cm。在此最优条件下,处理后玉米秸秆产气效率明显提高,产气峰值提前6d。最大日产气量达630mL,与未处理的秸秆相比提高31.2%。     

磺酸负载型碳材料催化水解秸秆木质纤维素的研究

本研究以稻草秸秆木质纤维素为反应原料,开展了磺酸负载型碳材料在水热条件下催化木质纤维素水解产生还原糖的研究,考察了磺酸负载量对催化水解木质纤维素作用的影响,并分析了在改性碳材料催化条件下,反应温度,反应时间,催化剂用量,纤维球磨预处理等因素对木质纤维素水解过程的影响。研究结果表明磺酸负载型碳材料,促进其催化水解木质纤维素的性能。在170℃条件下,催化剂投加量为0.2g,反应时间为9h时为木质纤维素水解和还原糖积累的最优条件。同时在纤维素水解前进行48h的球磨预处理能有效提高木质纤维素的水解和利用效率。     

酶法水解提取剩余活性污泥蛋白质条件实验

以凯式定氮法为测试方法,对6种蛋白酶在各自最优条件下水解剩余活性污泥蛋白质,进行污泥提蛋白实验。实验结果表明,碱性蛋白酶水解效果最好,最佳水解条件是:pH值为8.0,温度55℃,加酶量为2%,反应时间4 h,液固比4:1。最佳工作条件下,污泥蛋白质提取率为52.5%。污泥蛋白提取液中重金属及有害金属含量低于国家饲料卫生标准。     

厌氧条件下纤维素降解产气的研究

进行了生活垃圾中纤维素组分在厌氧条件下的降解特性试验,选用纯纤维素物料作为原料,采用单因素试验设计,考察了不同温度下(30~50℃)纤维素物料的降解动力学规律.结果表明,30℃为纤维素物料厌氧降解的最佳温度,最高产气和产甲烷量分别达到了620.4,357.2mL/g,产气过程分为适应期、快速增长期和稳定期3 个阶段.基于物料守恒和Monod 方程的动力学模型参数根据试验数据来确定,而不是来自于经验值.通过混合物料降解试验验证,试验值与模拟值吻合得较好.     

环境生物学

X17200602576壳聚糖固定化云芝漆酶的制备及特性/陈辉(北京大学环境学院环境科学系)…∥北京大学学报(自然科学版)/北京大学.-2006,42(2).-254~258环图N-4以壳聚糖为载体,戊二醛为交联剂制备固定化漆酶,测定了不同戊二醛浓度、交联时间、给酶量以及固定化时间对固定化漆酶活性的影响。结果表明,固定化反应的最佳条件为戊二醛浓度5%,交联时间8h,给酶量20mg/g载体,固定化时间6h,在此条件下制备的固定化漆酶酶活性保持率为52.2%。此固定化漆酶具有最大活性时的溶液pH值在4.5,相比于自由漆酶的最佳pH值5.0,其向酸性偏移;与自由漆酶相比,固定化…     

温和水热预处理促进秸秆产沼气的条件优化研究

以水稻秸秆为原料,在前期单因素试验基础上,通过正交试验研究不同水热预处理条件对稻秸理化特性及产沼气效果的影响.结果表明,预浸时间、初始含水率和热处理时间3个因素对稻秸厌氧发酵20d累积TS产气率的影响程度各不相同,各因素对厌氧发酵累积TS产气率的影响大小顺序为初始含水率 >预浸时间 >热处理时间;得出的最佳水热预处理条件为：初始含水率为55%,预浸时间为2h,热处理时间为6h;与处理CK相比,最佳预处理条件下稻秸20d容积产气率提高29.79%,产气量达总产气量60%和80%时间可提前5d;结合预处理前后稻秸理化特性变化规律分析,表明温和水热预处理促进了纤维素和半纤维素的降解溶出,并促使其更多转化为挥发性脂肪酸（VFA）,从而有利于稻秸快速产沼气.