高效木薯渣分解复合菌群RXS的构建及其发酵特性研究

从富含腐烂纤维质的环境中取样,通过以木薯渣及滤纸为碳源的蛋白胨纤维素培养基不断地富集培养,构建了一组高效稳定的纤维质分解复合菌群.考察了该复合菌群对不同纤维质底物的分解性能及其在木薯渣水解过程中主要参数的变化.研究发现该复合菌群对滤纸、脱脂棉、微晶纤维素、麦秸秆和木薯渣等原料均能够进行有效的降解.在该复合菌群应用于木薯渣的水解过程中,监测发现纤维素酶、半纤维素酶、果胶酶等关键酶的酶活力分别在第2～3 d达到最大值34.4、90.5和15.8U;经过10 d的发酵后,木薯渣中的纤维素、半纤维素及木质素分别降解了79.8%、85.9%和19.4%,且木薯渣的失重高达61.5%;此外,代谢产物主要是乙酸、丁酸、己酸和甘油;而溶解性COD、总糖和总挥发酸的变化表明第2 d时木薯渣的水解率最高.上述结果表明,该复合菌群能够有效地水解木薯燃料酒精生产过程中的废弃物木薯渣,并有望用于木薯渣高效沼气发酵的前处理中.     

利用木薯渣进行纤维素分解菌混合发酵工艺研究

从自然界中筛选出6株相互间无拮抗作用的纤维素分解菌进行混合发酵,研究了该混菌以工业废弃物木薯渣为原料发酵的最佳产酶条件是:培养基配方为木薯渣4 g,黄豆粉0.75 g,KH2PO40.20 g,NaCl 0.02g,MgSO4·7H2O 0.015 g,蒸馏水1 000 mL;发酵工艺为初始pH=7.0,培养温度40℃,每250 mL锥形瓶装培养液140mL,接种量3%,在140 r·min-1转速下发酵72 h.结果表明,混合菌的发酵可大幅度提高纤维素酶活力及对还原糖的耐受力.     

广西木薯淀粉产业环境保护现状及对策研究

广西是我国最大的木薯产地,同时也是我国最大的木薯淀粉生产基地。随着国家环境保护要求的日益提高,木薯淀粉行业环境保护与可持续发展的压力也进一步加大。本文基于淀粉企业生产现状调查的基础上,剖析了广西木薯淀粉企业污染治理及清洁生产现状,找出了原料缺口大、清洁生产水平较低、产品结构单一、废水污染严重等问题,并提出了相应的对策与建议:一是推广良种良法,建立高产优质木薯原料基地;二是以环境资源倒逼机制推动木薯淀粉产业调整升级;三是推行清洁生产,发展循环经济;四是加强淀粉废水处理技术研发和推广应用,以期从根本上解决广西木薯淀粉产业资源和环境的可持续发展问题。     

生活垃圾焚烧飞灰固化体力学及重金属浸出特性

以苏州七子山生活垃圾焚烧厂产生的飞灰为研究对象,采用水泥作为固化剂,研究水泥飞灰固化体的应力应变特征及重金属浸出特性,并探讨了水泥飞灰配合比、养护时间等关键性因素对这些特性的影响。实验结果表明:较养护3 d的样品,其余养护时间的样品强度平均增长了约96.2%,而其破坏应变平均减小了56%。随着水泥含量和养护时间的增加,飞灰固化体的强度上升,而其破坏应变减小,该趋势主要归因于钙矾石(AFt)的形成促进了飞灰固化体强度的发展。较飞灰原样,飞灰固化体的重金属浸出浓度随着水泥含量、养护时间的增加而降低了38%~99%,重金属的迁移被限制,主要归因于水化硅酸钙(C—S—H)和钙矾石(AFt)的形成,以及飞灰和水泥水化反应创造的强碱性环境。     

木薯渣微生物降解及再利用研究进展

木薯渣因其所含粗纤维经有效降解之后可以变废为宝,节省资源又保护环境而受到国内外学者的广泛关注。对木薯渣再利用方面的研究已经成为近年来一大热点,微生物降解是提高木薯渣利用率的一个有效途径。从木薯渣降解再利用角度出发,综述了木薯渣的用途、降解机理以及温度、pH值、含水量等重要影响因素。阐明了在合适的环境条件下,筛选有效降解微生物是提高木薯渣利用率的关键因素。同时展望了调制复合酶系在降解木薯渣纤维素上的应用,以及改造、合成以及重组降解酶以提高和推广木薯渣纤维素分解的必要性。     

木薯渣堆肥及其对难溶性磷的活化试验研究

试验以干鸡粪、米糠、堆肥返料作调理剂，同时加入不同含量的磷矿粉，对木薯渣进行好氧堆肥，研究木薯渣堆肥过程中堆肥理化性质的变化及木薯渣堆肥对难溶性磷的活化作用。试验设置磷矿粉加入量10％（T1）、15％（T2）、20％（T3）和不加磷矿粉（CK）四个处理，干鸡粪、米糠、堆肥返料的添加量均为10％、15％和20％。在堆肥过程中，四个处理均在55℃以上高温持续了25d，超过了国家规定的标准。在堆肥结束时，各处理水分含量均降至30％左右，pH升高至弱碱性，淀粉降解率均在90％以上，水溶性碳（DOC）含量均降至10g.kg。以下，达到了基本腐熟的标准。证明木薯渣通过堆肥能达到稳定无害化状态。在堆肥结束时，T1、T2、T3有效磷增加量分别为12．58、12．81、12．96g.kg-1，对磷矿粉的活化率分别为23．53％、17．07％、14．50％，T1活化效果最好。研究结果表明木薯渣堆肥对难溶性磷有一定的活化作用，可为解决堆肥资源化产品中植物可利用磷含量偏低的难题开拓一条生物学途径：     

响应曲面法优化絮凝处理木薯淀粉废水

采用中心复合实验设计和响应面分析法研究复合絮凝剂聚合氯化铝锌(PAZC)和聚合氯化铝(PAC)混凝处理木薯淀粉废水,进行设计和分析,以溶液pH值和絮凝剂用量为考察因素,分别以COD、浊度去除率为考察指标,选用最佳优化数学模型描述考察指标和考察因素之间的数学关系,并以设定PAZC和PAC对COD去除率(65%),浊度去除率(90%)和SS去除率(90%)的目标值,通过等高线叠加图预测最优实验条件,得到PAZC投量为6.5 mg/L,pH为7.7时,COD去除率和浊度去除率分别达到最大为76.6%和99.9%;PAC投量为19.2 mg/L,pH为7.8时,COD去除率和浊度去除率最大值分别为64.4%和97.1%。经对最优条件进行验证,预测值与验证实验平均值接近。     

木薯原淀粉最小引燃温度实验研究

为了研究木薯原淀粉的着火过程特征,用粉尘云引燃温度装置和粉尘层引燃温度装置,对木薯原淀粉的最小引燃温度（MIT）进行实验研究。分别研究喷吹压力、质量浓度、粉尘层厚度对MIT的影响。结果表明：设定质量0.4 g时,木薯淀粉粉尘云的最小引燃温度随着喷尘压力的增加先减小再增大,此时最小引燃温度458.5℃;设定喷吹压力30 kPa,质量浓度为1 820 g/m³时,木薯粉尘云最小引燃温度458.5℃,小于或大于此浓度时引燃温度都会增大。粉尘层厚度5 mm时引燃温度为420℃,粉尘层厚度15 mm时引燃温度降低到290℃,大于15 mm后粉尘层引燃温度不变,木薯淀粉最小引燃温度为290℃;木薯原淀粉粉尘层的受热过程一般都出现不同程度裂化、上翘现象,在停止加热后,粉尘层无法完全燃烧尽,同时粉尘层底部形成蓬松的碳化层,碳化层阻止热的有效传递,影响木薯原淀粉的继续燃烧。     

复合菌系RXS中木质纤维素降解酶类分析

复合菌系RXS能分泌多种木质纤维素降解酶,为探究这些酶在木薯渣降解中的作用,对RXS的培养时间、酶作用的温度和pH值,以及添加金属离子对酶活性和降解效果的影响进行了研究。结果表明,在培养48 h后,木聚糖酶(Xylanase)、滤纸酶(FPAase)和内切葡聚糖酶(CMCase)酶活性均达到最大值(分别为56.02 U/m L、3.14U/m L和6.78 U/m L),pH=6.0(FPAase和Xylanase的最适pH值)、温度为55℃(FPAase和CMCase酶活性最高)条件下,RXS酶液处理可使木薯渣的失重率达到18.78%,纤维素和半纤维素质量分数分别由31.46%和20.19%下降到22.12%和12.23%。添加Cu~(2+)有效地抑制了酶液中FPAase和Xylanase的酶活性,木薯渣几乎不降解,纤维素和半纤维素组分质量分数基本不发生变化;分别添加Co~(2+)和Zn~(2+)时,对3种酶均有一定程度的抑制,木薯渣失重率仅为3.29%和4.70%;分别添加Fe~(2+)、Mg~(2+)时,FPAase酶活性被抑制,Xylanase与CMCase共同降解底物,木薯渣失重率分别达12.77%和15.81%,纤维素和半纤维素质量分数明显降低。研究表明,Xylanase与CMCase是复合菌系中降解木薯渣的关键酶,其协同作用可使木薯渣有效降解。     

臭氧氧化深度处理木薯酒精废水的实验研究

采用O3/H2O2协同氧化处理木薯酒精废水,主要考察了反应时间、初始p H值、H2O2投加量、H2O2投加方式对木薯酒精废水处理效率的影响。实验结果表明:O3/H2O2协同氧化木薯酒精废水的最佳运行参数为:反应时间为40 min,初始p H为4,H2O2投加量为60 mg/L,平均分4次进行投加,臭氧投加量为197.5mg/L。在最佳实验条件下,废水中ρ(COD)由147.3 mg/L降低至37.2 mg/L,去除率为74.7%,UV254由1.789降低至0.079,去除率为95.6%,O3/H2O2协同氧化能够有效实现木薯酒精废水的深度处理,出水调节p H后主要指标均达到GB 27631—2011《发酵酒精和白酒工业水污染物排放标准》直接排放标准。