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《北京工商大学》 2016年
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柠檬酸废水IC反应器菌群DGGE分析和废渣高值化利用研究

谢丹  
【摘要】:柠檬酸废水IC反应器处理工艺中,反应器中菌群组成与动态变化与反应器效率息息相关。因此探究反应器污泥菌群群落特征,分析菌群组成与反应器效率的关系,可以为提高反应器效率提供理论依据。本文应用PCR-DGGE技术分析了持续运行状态下的IC反应器污泥微生物动态变化,并分析其与反应器效率的关系,为进一步研究提高反应器效率奠定基础。柠檬酸生产废渣主要以玉米为原料,糖化后过滤的糖渣,其营养成分单一,主要成分为蛋白和纤维等。通过微生物发酵改善渣的成分结构,提高营养价值,可以使渣得到高值化利用。本文分别采用了单菌发酵法和混菌发酵法发酵渣,意在改善渣的营养价值。本研究的主要工作和结果如下:(1)针对IC反应器污泥菌群丰富、结构复杂的特点,为得到更加全面、准确的分析结果,本研究有针对性地对PCR-DGGE分析技术进行了方法优化和建立。本研究对比了三种DNA提取方法,对影响DGGE电泳结果的三个影响因素进行了3个水平的优化。通过方法比较和条件优化,建立了针对IC反应器污泥样品的PCR-DGGE分析方法,为全面分析污泥菌群特征奠定基础。(2)利用本研究已建立的DNA提取方法和PCR-DGGE电泳条件,对间隔取样于持续运行中的IC反应器不同位置的16个污泥样品微生物群落动态组成进行分析,综合使用了PCA分析、聚类分析等方法得到:持续运行中的IC反应器污泥菌群种类和数量不随运行时间的变化而发生变化;反应器中不同位置的污泥菌群种类不随位置变化,而不同物种间含量会发生变化,其中变化最显著的是拟杆菌门和变形菌门。反应器菌群呈现动态稳定状态,而反应器的废水处理效率和沼气产量也保持动态稳定。(3)选择一株枯草芽孢杆菌和一株酿酒酵母菌,分别采用单菌发酵和混菌发酵法发酵柠檬酸生产废渣。针对不同菌种生长条件差异大的特点,对单菌发酵和混菌发酵分别进行了发酵条件优化,获得最佳发酵工艺条件。通过对比两种菌单菌发酵产物,发现采用酿酒酵母菌发酵废渣产物蛋白含量和风味物质都比采用枯草芽孢杆菌的含量高。比较混菌发酵和单菌发酵,发现混菌发酵渣的消化率提升效果更好,渣更容易被消化吸收。
【学位授予单位】:北京工商大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:X792;X172

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