真菌處理含纖維素廢水及其代謝網(wǎng)絡(luò)特征初步分析.pdf

1、燃料乙醇是一種清潔、可再生能源。纖維素物質(zhì)可作為燃料乙醇發(fā)酵的原料，但目前由于其前處理的苛刻條件限制尚未得到廣泛的應(yīng)用。另外，纖維素類(lèi)物質(zhì)在工業(yè)廢水尤其是農(nóng)產(chǎn)品加工廢水中大量存在，是污水處理單元較難處理的對(duì)象之一。為此，本實(shí)驗(yàn)將廢水生物處理與乙醇發(fā)酵相結(jié)合，探討乙醇發(fā)酵在污水處理單元中的可能性及操作條件。
　　 本研究包括:確定真菌的培養(yǎng)條件、真菌在廢水處理過(guò)程中的微生物特性和以乙醇發(fā)酵為目標(biāo)的代謝網(wǎng)絡(luò)理論分析。研究采用SBR反

2、應(yīng)器，以土壤上清液和活性污泥為接種來(lái)源，采用選擇性抑制技術(shù)探討了混合菌群條件下細(xì)菌、真菌種群分布的檢測(cè)方法。研究發(fā)現(xiàn)，選擇性耗氧速率抑制技術(shù)能夠用于檢測(cè)污泥的活性分布，但運(yùn)用時(shí)會(huì)遇到抗生素抑制作用失效、不完全抑制等問(wèn)題，且得出的結(jié)果精確度不高，只能估計(jì)同種污泥中真菌、細(xì)菌的分布，而不能用來(lái)檢測(cè)微生物種群結(jié)構(gòu)的變化，需同時(shí)結(jié)合其他方法如顯微鏡檢、細(xì)胞成份分析等以檢查結(jié)果的準(zhǔn)確性。
　　 通過(guò)改變曝氣條件，研究了富集真菌系統(tǒng)的操作條

3、件;通過(guò)SOUR等微生物學(xué)特性的分析、有機(jī)酸等代謝產(chǎn)物的檢測(cè)，結(jié)合污水處理工藝特性的監(jiān)測(cè)，考察了真菌在廢水處理過(guò)程的微生物特性。研究得出：(1)短時(shí)曝氣條件下真菌數(shù)量不斷增長(zhǎng)，培養(yǎng)85d時(shí)已達(dá)1.62x106個(gè)/mL,，后期真菌生長(zhǎng)趨于穩(wěn)定，當(dāng)取消曝氣、延長(zhǎng)厭氧時(shí)間時(shí)，真菌大量死亡，表明微溶解氧是真菌存在的重要工藝條件；(2)以真菌為主的混臺(tái)菌群對(duì)含纖維素廢水的降解以及乙醇發(fā)酵效果并不理想，纖維素的利用率很低，TOC的降解率也只有20～

4、30％，發(fā)生丙酸型發(fā)酵，沒(méi)有產(chǎn)生乙醇。通過(guò)分析認(rèn)為，系統(tǒng)溫度過(guò)低致使纖維素的低水解率,ORP過(guò)高造成了系統(tǒng)的丙酸積累。
　　 為了找到或優(yōu)化廢水處理過(guò)程耦合己醇發(fā)酵的控制條件，本研究還展開(kāi)了酵母菌乙醇發(fā)酵代謝網(wǎng)絡(luò)模型的理論分析。運(yùn)用基元模式分析法和代謝通量平衡分析法對(duì)厭氧條件下乙醇發(fā)酵的代謝路徑和通量分布進(jìn)行了初步分析，并通過(guò)模型從理論上分析了廢水生物處理和乙醇發(fā)酵的兼容性。得出；G6P、GAP和ACET是影響模型通量分布的主要