苏云金芽孢杆菌生物杀虫剂发酵生产的影响因素及其工艺选择

化学杀虫剂的长期使用给生态环境造成了严重破坏,也使害虫种群的抗药性日益提高,生物杀虫剂以其＂绿色环保＂的特点引起人们的广泛关注。其中,苏云金芽孢杆菌（Bacillus thuringiensis）制剂是目前世界上产量最大、应用最广的生物杀虫剂。它对鳞翅目、双翅目、鞘翅目、螨类等许多有害昆虫有毒杀作用,而对人类、动物和农作物无害。长期以来,人们一直致力于苏云金芽孢杆菌发酵过程的研究,以期获得高毒效的生物杀虫剂产品。本文首先对苏云金芽孢杆菌发酵生产的各种影响因素进行了综合分析,将影响因素分为培养条件和培养基组分两类,得出最佳培养条件为温度：（30±1）℃,pH：7.0±0.1,搅拌速度：400～600r·min-1,通气量：1∶0.6～1.2（发酵培养基体积与每分钟通入空气的体积之比）,接种时间：对数期初;最佳培养基配比为碳氮比：8～10∶1,无机盐含量：KH2PO4或K2HPO4为0.075%～0.2%;MgSO4·7H2O为0.075%～0.3%;CaCO3为0.075%～0.15%;MnSO4·H2O、FeSO4·7H2O各为0.002%。其次,对当前研究与工业化生产中的各种发酵工艺进行了评述,总结了现有发酵工艺的优缺点。在现有研究基础上,降低培养基原料成本、改进发酵工艺和采用基因学手段构建高效工程菌株将成为未来研究热点。     

纤维素酶气相双动态固态发酵

为了充分利用纤维素酶固态发酵的优势,提出了纤维素酶气相双动态固态发酵的方式.研究结果表明:在优化条件下(最佳压力脉冲范围、脉冲频率及气体内循环速率),发酵温度得到较好地控制,9.0cm高的填料层中最大温度梯度为0.12℃/cm;以汽爆秸秆为底物,发酵水活度得到较好的保持;动态培养发酵周期(60h)比静态发酵周期(84h)缩短了 1/3,酶活(20.36IU/g)比静态酶活(10.82IU/g)提高了1倍,压力脉动固态培养的料层上中下微生物生长状况均匀一致,且疏松,而静态固态发酵的料层中部几乎没有菌体生长利用气相双动态固态发酵可为纤维素酶大规模生产奠定基础.     

低温下排水速率对CANON型人工快速渗滤系统稳定性的影响

在中温[(35±2)℃]、高氨氮[(459.98±36.98)mg/L]浓度下启动基于亚硝化的全程自养脱氮(CANON)型人工快速渗滤(CRI)系统,而后使其在低温[(10±2)℃]下处理生活污水,探究了排水速率(vd)对系统氮素转化性能及微生物特性的影响.结果表明,对vd的合理设置可修复并优化CRI系统中的限氧微环境...     

厌氧附着膜膨胀床工艺活性污泥特性的研究

对厌氧附着膜膨胀床反应器中活性污泥的特性进行了研究。结果表明,载体上生物膜的形成和发展经历吸附、局部挂膜和完全挂膜３个阶段,在此过程中,微生物群演变由以球菌占优势,逐步过渡到丝状菌占优势,厌氧污泥的活性随之提高。酸化状态下的活性污泥表面有许多链球菌和大量的胞外聚物,污泥活性较低。     

改进的二相厌氧消化系统的特性研究

研究填充酸化反应器及其与ＵＡＳＢ甲烷化反应器组成的二相厌氧消化系统的运行特性,填充酸化反应器启动方便酸化速率高,抗水力冲击和ｐＨ波动的能力强,ＣＯＤ容积负荷达２００ｋｇ／（ｍ＾３．ｄ）,采用预调碱工艺,二相消化运行正常,可高效地处理酿酒废水,在进为ＣＯＤ浓度１０００－７０００ｍｇ／Ｌ,ＣＯＤ负荷４０ｋｇ／（ｍ＾３．ｄ）时,出料ＣＯＤ浓度小于２００ｍｇ／Ｌ对抗生素生产废水也有较好的处理效果。     

高浓度有机废水二相厌氧消化过程特性研究

以填充床生物膜酸化反应器与上流式污泥床反应器（UASB）甲烷化反应器组成的二相厌氧消化装置处理高浓度啤酒废水或合成废水,最大处理能力为32～35kgCOD/d·m³。提出了二相工艺高负荷运行时最低必需酸化率的概念。进水浓度5000mgCOD/L,容积负荷30kgCOD/d·m³时,最低酸化率为28％。对主要操作参数的灵敏度分析表明,操作负荷、酸化率和进水碱度是影响COD去除率的主要操作参数。对二相厌氧消化系统中影响反应器内微生物群系的生态平衡、微生物本征活性和反应器宏观行为的主要因素进行了分类和综合讨论。     

厌氧消化体系的酸碱性及其缓冲能力

厌氧消化体系的酸碱性及其缓冲能力是影响系统运行状况的重要因素。为研究体系的pH值和缓冲能力的大小及其变化规律,依据溶液电中性理论,在充分分析厌氧消化体系内影响酸碱性的诸多因素和过程的基础上,建立了消化液的电荷平衡方程,以此表明体系内的多相化学平衡。通过对方程确定的pH值随有机酸浓度变化曲线的讨论,指出有机酸浓度对消化液pH值的影响受体系中氨、磷酸、钙、其它离子含量及气相二氧化碳分压的制约,曲线拐点处的有机酸含量反映体系的最大缓冲能力,该值可由近似公式求得,并提出对消化液的pH值及体系的缓冲能力实施控制的途径。     

厌氧活性污泥工艺生物发酵产氢能力研究

为了获得廉价氢气,开发新能源,利用厌氧活性污泥对有机废水的发酵作用制取氢气,应用研制的连续流生物制氢反应器进行试验。结果表明,碳水化合物的产氢─产酸过程是通过乙醇型发酵。在最佳运行条件下,产氢能力达0.42～0.47LH2/L·h,气体产率达0.3m^{3发酵气/kg进水COB。还探讨了COD容积负荷、搅拌器转速等运行参数对产氢能力的影响,提出了获得较高产氢能力的工程控制对策,为进一步开发生物制氢技术,实现工业化提供了依据。}     

高氮低碳废水生物脱氮研究进展

针对传统生物脱氮工艺在处理高氨氮、低碳源废水时存在的问题,提出了短程硝化一反硝化和厌氧氨氧化两种生物脱氮新技术,初步探讨了影响亚硝酸盐积累和厌氧氨氧化工艺的因素。介绍了半硝化-厌氧氨氧化工艺的原理和特征,为高氨氮、低碳源废水生物脱氮工艺的没计提供 全新的理论和思路。     

固定化甲烷八叠球菌(Methanosarcina)研究——厌氧颗粒污泥的形成

用实验室规模的UASB反应器处理豆制品废水培养厌氧颗粒污泥。通过对颗粒污泥形成过程中的产气率、进出水COD、水滞留期（HRT）、进出水挥发酸（乙酸、丙酸和丁酸）浓度、所产气体的甲烷含量等的变化分析和对颗粒污泥中优势产甲烷菌的扫描（SEM）和透射（TEM）电镜观察,阐明颗粒污泥的形成过程及特性。实验结果表明,消化器运转50d左右形成了颗粒污泥,厌氧颗粒污泥形成期间的平均产气率为5.3L/L·d,最高产气率达到了8.1L/L·d,进水和出水COD分别为3000～5500mg/L和800～3000mg/L,平均HRT为10.4h,平均出水乙酸、丙酸和丁酸浓度分别为264.1、519.8和104.6mg/L,所产气体的平均甲烷含量为60.6％,颗粒污泥为黑色,直径0.5～3.0mm不等,沉降速率为119.6m/h,其中的优势产甲烷菌为鬃毛甲烷菌（Methanosaeta）,而甲烷八叠球菌（Methanosarcina）存在甚少。