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四环素降解菌的筛选及其对养殖废水的净化能力

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四环素降解菌的筛选及其对养殖废水的净化能力

作者：郑茂佳辽宁师范大学

学位级别：硕士

随着经济发展和人口增长,人们对营养价值高的海产品日益青睐且需求量大幅增长。为解决海产品短缺问题,我国的海水养殖产业在近30年迅猛发展,多年来,海水养殖产品产量在全世界位列第一。但在人工养殖海产品时,为加速海产品生长和预防病... 详细信息

随着经济发展和人口增长,人们对营养价值高的海产品日益青睐且需求量大幅增长。为解决海产品短缺问题,我国的海水养殖产业在近30年迅猛发展,多年来,海水养殖产品产量在全世界位列第一。但在人工养殖海产品时,为加速海产品生长和预防病菌性病害,投加大量饵料和抗生素,造成海洋污染日益凸显,对海水养殖废水的净化研究逐渐成为研究重点。本文在无机盐基础培养基中添加四环素作为唯一碳源,构建四环素降解菌筛选模型,经过多次分离纯化得到三株菌株TC1、TC2、TC3,其中TC2对四环素有高效降解能力,在7 d的摇瓶中的四环素去除率达到86.30%,且菌株生长良好,干重增长可达1.58 g/L。以TC2为目标菌,研究其悬浮态在无机盐培养基中四环素去除效果及菌株生长条件优化。结果表明,在初始pH为7,菌株接种量为1%,四环素浓度100mg/L的优化条件下,悬浮态TC2菌株对四环素去除率达到86.30%,菌株干重增长量1.58 g/L。当外加蔗糖、葡萄糖、可溶性淀粉、半乳糖时,促进菌株生长,但四环素去除率低于对照组。20 mg/L半乳糖与各实验组相比,对四环素去除率最高,为64.20%,菌株增长量在此条件下干重增长1.76 g/L。利用固定化四环素降解菌TC2进行模拟海水养殖废水净化能力研究。探讨不同氨氮浓度、不同四环素浓度、不同COD浓度、不同反应器密度及固定化前菌株浓度对COD、四环素、氨氮、正磷酸磷去除率影响。结果表明,氨氮50 mg/L、四环素20 mg/L、COD 500 mg/L、反应器密度150个胶球/瓶、固定化前菌株对应干重8 g/L条件下,COD、四环素、氨氮、正磷酸磷的去除率分别为76.01%、50.59%、84.29%、90.67%,平均每胶球增重85.97 mg。利用四环素降解菌TC2和海水小球藻构建固定化菌藻体系实验结果表明,菌藻胶球比1:1有利于四环素去除,去除率为59.98%。菌藻比为4:1有利于COD的去除,去除率为81.20%。菌藻比1:1对氮、磷去除率均有所提高,第6 d氨氮去除率86.50%,正磷酸磷去除率为94.98%。

关键词：四环素降解菌共固定化海水小球藻海水养殖废水净化能力

异硫氰酸酯法固定化醇脱氢酶乳酸脱氢酶和辅酶Ⅰ

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华东化工学院学报 1989年第4期15卷 436-440页

作者：徐俊楼一心朱正华华东化工学院生化工程研究所

本文探索了一条较为简便、实用的制备异硫氰酸酯活性载体的新方法,研究了用异硫氰酸酯共价法固定化醇脱氨酶、乳酸脱氢酶和辅酶Ⅰ的条件,并对三者进行了共固定化。按本实验方法得到的固定化醇脱氢酶和乳酸脱氢酶的活力回收可达8.9%和11.... 详细信息

本文探索了一条较为简便、实用的制备异硫氰酸酯活性载体的新方法,研究了用异硫氰酸酯共价法固定化醇脱氨酶、乳酸脱氢酶和辅酶Ⅰ的条件,并对三者进行了共固定化。按本实验方法得到的固定化醇脱氢酶和乳酸脱氢酶的活力回收可达8.9%和11.9%,得到的固定化三元全酶系统的辅酶再生能力为相应游离酶系统的4倍。

关键词：三元全酶系统共固定化辅酶再生

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白腐菌对芳香族皮革化学品降解的研究

白腐菌对芳香族皮革化学品降解的研究

作者：王智齐鲁工业大学

学位级别：硕士

白腐菌是一类能够腐生在木质上造成木质白腐的丝状真菌总称,不仅能够降解木质素,而且可以实现对芳香族化合物的开环降解,因此在制革废水芳香族化合物去除中有广阔的应用前景。白腐菌对芳香族化合物的降解作用主要是依靠其分泌的特殊木... 详细信息

白腐菌是一类能够腐生在木质上造成木质白腐的丝状真菌总称,不仅能够降解木质素,而且可以实现对芳香族化合物的开环降解,因此在制革废水芳香族化合物去除中有广阔的应用前景。白腐菌对芳香族化合物的降解作用主要是依靠其分泌的特殊木质素降解酶系。其木质素降解酶系可以分为两类:过氧化物酶(MnP、LiP)和漆酶(Lac)。本文首先探索了芳香族皮革化学品对白腐菌及固定化白腐菌产木质素降解酶的影响。实验结果表明,对于染料而言,从产酶随时间的变化来看,染料对黄孢原毛平革菌产木质素过氧化物酶的诱导作用具有明显的阶段性,即在培养初期,对黄孢原毛平革菌产木质素过氧化物酶(LiP)有促进作用,而在后期则出现了抑制作用。另外,染料分子中磺酸基的引入可降低其对黄孢原毛平革菌产木质素降解酶的抑制。对于酚来说,苯环上酚羟基处于间位比处于邻位对锰过氧化物酶(MnP)的分泌抑制作用小,且羟基数量越多,对木质素过氧化物酶的分泌抑制作用越小。对于固定化后的白腐菌而言,酚对木质素过氧化物酶的分泌影响同未固定化的相似,但是对锰过氧化酶的分泌出现了促进的现象,而且菌产酶的稳定性也明显提高,这表明固定化可显著提高白腐菌产酶的稳定性。然而对于固定化后的白腐菌,酚对LiP和MnP分泌的影响与未固定化的相似,但是四种酚中邻苯三酚和间苯三酚对LiP的分泌表现出促进作用,且四种酚对MnP的分泌都表现出促进作用,这表明固定化白腐菌的产酶稳定性和抵抗不良环境能力有了明显的提高。虽然固定化后产酶稳定性提高,但是白腐菌产酶仍受代谢及诱导物的影响,因此本文提出将白腐菌和其木质素降解酶共固定化的思路来提高白腐菌的降解效率及工业应用性能,制备了白腐菌共固定化凝胶颗粒,并研究了共固定化凝胶颗粒对染料的降解和性能。首先从云芝变色栓菌中获取木质素降解酶,以戊二醛为交联剂制备出木质素降解酶交联聚集体,得到LiP、MnP和Lac的酶活回收率分别为:42.7%、31.4%和40.4%,相应的交联酶聚集体中三种酶的酶活分别为:30.2U/mg、9.5U/mg和28.4U/mg。然后将获得的木质素降解酶交联聚集体跟黄孢原毛平革菌细胞用海藻酸钙进行包埋,并进行了染料降解实验,结果表明共固定化凝胶颗粒对实验所用染料的降解率相对于不添加木质素降解酶交联聚集体的凝胶颗粒都有提高(酸性品红6B降解率从45.2%提高到93.4%,碱性品红降解率从12.1%提高到67.9%)。而且对重金属的抵抗能力也有提高。按照共固定化的思路,本文又以海藻酸钙微胶囊为载体,将黄孢原毛平革菌菌丝和其木质素胞外酶交联聚集体进行共固定化,通过染料降解实验和重复使用稳定性的测定,实验结果表明,共固定化微胶囊对酸性大红GR的降解速率(0.312555 day-1)要明显高于固定化凝胶颗粒(0.13399days),对于毒性较大的染料碱性品红其降解速率仍然高于固定化凝胶颗粒(分别为0.0573days和0.0467days)。在重金属三价铬存在的条件下,尤其是高浓度三价铬条件下(200mg/L)其对酸性大红GR的降解性能要明显高于固定化凝胶颗粒(降解率分别为95.0±3.6%和10.3±4.6%)。

关键词：白腐菌芳香族化合物固定化共固定化

淀粉接枝共聚物共固定糖化酶和葡萄糖异构酶研究

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吉林大学自然科学学报 1998年第3期 99-102页

作者：葛玉斌王树岩孙铭一王英明吴永革周慧李惟吉林大学生命科学院长春130023

以多孔球状淀粉接枝共聚物为载体，以对一卜硫酸酯乙砜基苯胺（SESA）为载体活化剂，采用重氮化法共价偶联共固定糖化酶和葡萄糖异构酶．该共固定双酶体系适用于各种类型的淀粉底物，在PH6．0，60℃条件下，共固定双酶体系能将5％（质... 详细信息

以多孔球状淀粉接枝共聚物为载体，以对一卜硫酸酯乙砜基苯胺（SESA）为载体活化剂，采用重氮化法共价偶联共固定糖化酶和葡萄糖异构酶．该共固定双酶体系适用于各种类型的淀粉底物，在PH6．0，60℃条件下，共固定双酶体系能将5％（质量浓度）DE－27糊精一步转化为果糖含量为20％的果葡糖浆，其催化效率是天然酶体系的1．6倍．

关键词：糖化酶葡萄糖异构酶共固定化淀粉接枝共聚物

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废水脱氮和除酚的生物处理技术研究

废水脱氮和除酚的生物处理技术研究

作者：吴晟旻南京工业大学

学位级别：硕士

随着我国城市化、工业化和集约化农业的发展,各种垃圾和废液造成水体污染,高氮低碳废水处理已成为水处理技术人员面对的瓶颈问题;合成树脂及其添加剂的生产的排放废水,苯酚含量超过国家规定排放标准且难以控制的问题亦急待解决。为此环... 详细信息

随着我国城市化、工业化和集约化农业的发展,各种垃圾和废液造成水体污染,高氮低碳废水处理已成为水处理技术人员面对的瓶颈问题;合成树脂及其添加剂的生产的排放废水,苯酚含量超过国家规定排放标准且难以控制的问题亦急待解决。为此环境科学工作者积极研究开发各种新型脱氮除酚的新技术,而其中生物法是被公认为更经济、有效、对环境影响小的方法,也是最有发展前途的污水处理方法。但目前已开发应用的生物脱氮除酚技术的效果仍旧有限,排放水的氮、酚的含量远超过自然水体允许的标准,新型高效脱氮除酚技术的开发已成为急需解决的热点之一。本论文针对当前急需解决的废水脱氮和除酚的问题,从微生物学基础理论出发深入研究新型高效脱氮除酚技术。重点对特殊功能菌株筛选培育及其固定化技术应用在低碳高氨氮废水和含酚化工废水的处理进行了系统的研究。主要的研究内容如下: (1)从活性污泥水样中筛选分离兼性氨氧化菌,应用分子生物学技术对所筛选菌株进行鉴定。鉴定结果表明所筛选菌株分别为亚硝化单胞菌(Nitrosomonas sp);丝状菌(Hyphomicrobium sp);红假单胞菌(Rhoropseudomonas sp)和根瘤菌(Rhizobium rhizogenes)。这四株菌在实验室的缺氧培养条件下(溶氧化与氨氮脱除比速率之间的关系:-dC/dt=1.2C/C+1.22,此模型并得到较好地验证。 (2)作者以酶催化反应废弃的赭曲霉菌丝体为载体,吸附红平红球菌Rhodococcus erythropolis NG0402 和白腐菌Phanerochaete chrysosporium ME-446的混合物,三者以适当比例混合,然后用聚乙烯醇(PVA)作为被包试剂共固定

关键词：氨氮脱除苯酚脱除生物膜 A/O 工艺耦合反应动力学共固定化

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脱硫细菌H-412固定化及脱硫性能研究

脱硫细菌H-412固定化及脱硫性能研究

作者：梁斌天津大学

学位级别：硕士

生物脱硫(BDS)是一种新型的环保型生物技术。BDS可在常温常压下利用需氧菌或厌氧菌选择性地脱除石油及其产品中的有机硫,专一切开C-S键而不破坏C-C键,从而保留了油品的热值。生物脱硫技术具有操作简单、SO2排放量和能耗较低、投资和操... 详细信息

生物脱硫(BDS)是一种新型的环保型生物技术。BDS可在常温常压下利用需氧菌或厌氧菌选择性地脱除石油及其产品中的有机硫,专一切开C-S键而不破坏C-C键,从而保留了油品的热值。生物脱硫技术具有操作简单、SO2排放量和能耗较低、投资和操作费用较少等特点。生物脱硫成为21世纪极具发展潜力的脱硫技术之一。细菌固定化可以解决游离细菌生物脱硫中遇到的油水分离困难,细菌重复利用率低,耐酸碱性差和耐冲击负荷低等问题,该技术的关键是载体选择和固定化方法。本研究对一株从被石油污染的土壤中分离得到以DBT为唯一硫源生长的脱硫菌H-412的固定化进行了研究。确定了该菌在海藻酸钠、硅藻土和聚乙烯醇复合载体上的适宜共固定化条件。结果表明,以3%海藻酸钠、4%PVA、0.5%硅藻土作为固定化载体,1%氯化钙-硼酸饱和溶液作为交联剂,制备的固定化菌具有较好的脱硫活性、机械强度、传质性能和重复利用性。 DBT和2-HBP对DBT的降解率有抑制作用,但固定化细菌相对于游离细菌受DBT和2-HBP浓度的影响小得多。当固定化小球中的细菌含量对小于5%时,固定化H-412菌的脱硫能力随细菌含量增加而提高,当含量大于5%时,脱硫能力随细菌含量增加而下降,细菌含量为5%时,脱硫效率达到最大值64.3%。固定化H-412菌在油相中的脱硫能力明显高于游离细菌,当油水比达到2:3时,固定化细菌在48h后对DBT的降解率仍在60%以上,而游离细菌的脱硫能力明显下降,当油水比达到2:3时,降解率已不到20%。固定化H-412菌可以多次循环使用,经过7次使用后对DBT的降解率仍可以到达65%。与游离细菌相比,固定化H-412菌对PH值的敏感性降低,稳定性得到了很大的提高。

关键词：生物脱硫二苯并噻吩(DBT) 2-羟基联苯(2-HBP) 固定化共固定化微生物培养降解率

磁性壳聚糖微囊固定化复合脂肪酶的构建及其催化餐饮废油制备生物柴油的研究

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磁性壳聚糖微囊固定化复合脂肪酶的构建及其催化餐饮废油制备生物...

作者：魏涵宁夏大学

学位级别：硕士

化石燃料和能源消耗总量的不断增加带来各种经济和环境的问题。寻找化石燃料的可持续替代品刻不容缓。生物柴油作为重要的绿色可再生能源受到了广泛关注。脂肪酶催化酯交换反应制备生物柴油具有环保、清洁、工业过程简单、易于控制等优... 详细信息

化石燃料和能源消耗总量的不断增加带来各种经济和环境的问题。寻找化石燃料的可持续替代品刻不容缓。生物柴油作为重要的绿色可再生能源受到了广泛关注。脂肪酶催化酯交换反应制备生物柴油具有环保、清洁、工业过程简单、易于控制等优势。同时,酶的固定化技术可以提高脂肪酶的稳定性并降低生产成本,利于酶促生物柴油的工业化应用。本论文对两种脂肪酶的共固定化方法及其催化餐饮废油制备生物柴油的条件进行了探索性研究。主要研究内容和结果如下:（1）对餐饮废油（Waste Cooking Oil,WCO）进行预处理和理化性质分析及测定:将餐饮店使用后的WCO进行多次过滤预处理,并通过甲酯化测定其脂肪酸成分及含量。参考国家标准对WCO的理化性质（密度、水分、酸值、皂化值）分别进行测定。其中,酸值为8.06 mg KOH/g,证明餐饮废油为腐败的废弃油脂,可以作为制备生物柴油的原料;皂化值为186.1 mg KOH/g,证明餐饮废油中脂肪酸含量较高,具有做生物柴油原料的优势。（2）固定化复合酶的制备及催化WCO制备生物柴油的研究。本实验构建了金属-多酚网络修饰的磁性壳聚糖微囊共固定化的复合脂肪酶体系,将具有不同区域选择性的米曲酶脂肪酶（AOL）和米黑根毛霉脂肪酶（RML）包裹在磁性微囊的胶囊腔。同时,采用金属-多酚网络在磁性微胶囊表面形成粘结涂层,以防止酶的渗漏。制备得到的磁性固定化复合酶具有较高的饱和磁化强度,通过外加磁场可以快速回收利用。对固定化复合酶的制备和生物柴油转化应用的条件等进行了优化,并考察了磁性固定化复合脂肪酶的回收性质。结果表明,在反应温度40℃,甲醇与WCO的摩尔比为6:1,甲醇采用一次性添加,反应时间24 h生物柴油的最大产率为98.25%。本研究展示了一种快速、可行、低成本的脂肪酶共固定化方法,并在生物柴油生产中有一定的应用潜力。

关键词：生物柴油餐饮废油脂肪酶共固定化磁性微囊

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蒽醌染料中间体强化偶氮染料生物脱色

蒽醌染料中间体强化偶氮染料生物脱色

作者：苏妍彦大连理工大学

学位级别：硕士

偶氮染料被广泛应用于纺织品、皮革、纸张、塑料、化妆品和食品染色。在染料的生产和使用中,约有10%～15%的染料随废水排入环境水体,加之偶氮染料的前体及其降解产物的致癌、致畸、致突变的“三致”作用,对全球的生态环境造成了影响,严... 详细信息

偶氮染料被广泛应用于纺织品、皮革、纸张、塑料、化妆品和食品染色。在染料的生产和使用中,约有10%～15%的染料随废水排入环境水体,加之偶氮染料的前体及其降解产物的致癌、致畸、致突变的“三致”作用,对全球的生态环境造成了影响,严重威胁生物多样性。在众多处理方法中,生物处理技术中的厌氧-好氧法应用最广,效果最好,但其中厌氧阶段的反应速度缓慢,是偶氮染料完全生物降解的瓶颈,而氧化还原介体强化是提高厌氧脱色效率的有效途径。常用的介体是苯醌、蒽醌、萘醌等醌类化合物,但这些化合物更难降解,通常会随出水流出而造成二次污染。本论文的研究目的是寻找新型氧化还原介体或技术以减少介体使用所引起的二次污染。研究内容包括醌还原菌群以可好氧降解的蒽醌染料中间体溴氨酸(1-氨基-4-溴蒽醌-2-磺酸,BAA)为氧化还原介体强化染料脱色;将菌群以海藻酸钙法包埋,在不补加BAA的条件下考察循环利用的情况;并将菌群与非水溶性蒽醌共固定化,考察其强化染料脱色及循环利用的情况。游离态菌群以BAA作为氧化还原介体可强化多种偶氮染料的生物脱色,其中对酸性大红3R脱色的适宜条件为pH6～9之间;温度30℃;外加葡萄糖浓度400～600mg/L;BAA浓度19～34.2mg/L,染料起始浓度≤900mg/L。在此条件下,最大脱色率约为95%、达到最大脱色率的时间＜7h。同时发现,投加氧化还原介体BAA浓度为38～57mg/L,最佳菌球投加量为120g/L时,固定化菌群降解酸性大红3R(180mg/L)的最大脱色率在14 h内达到93%;在不补加BAA的情况下,固定化菌球经7次循环使用后,脱色率仍保持在85%以上。同时考察了非水溶性的蒽醌与醌还原菌群共固定化后对偶氮染料生物脱色的强化作用。结果表明,共固定化后,菌球与氧化还原介体结合更紧密,可强化多种偶氮染料的生物脱色,其中对酸性大红3R脱色的适宜pH仍为6～9,温度30℃,葡萄糖浓度500mg/L,最佳菌球投加量为120g/L;达到最大脱色率的时间＜12h。经循环使用10次,酸性大红3R的脱色率仍然保持88%以上。

关键词：醌还原菌偶氮染料氧化还原介体固定化共固定化

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碳纳米管共固定α-淀粉酶和糖化酶的研究

碳纳米管共固定α-淀粉酶和糖化酶的研究

作者：张青北京化工大学

学位级别：硕士

α-淀粉酶和糖化酶是工业上生产葡萄糖的两个关键酶，有研究表明，当两个酶用来一步催化分解淀粉，生成葡萄糖时，具有一定的协同作用，能够提高反应速率。碳纳米管具有生物相容性好，易于功能化，性质稳定等特点，因此本文选择碳纳米... 详细信息

α-淀粉酶和糖化酶是工业上生产葡萄糖的两个关键酶，有研究表明，当两个酶用来一步催化分解淀粉，生成葡萄糖时，具有一定的协同作用，能够提高反应速率。碳纳米管具有生物相容性好，易于功能化，性质稳定等特点，因此本文选择碳纳米管作为载体，制备了共固定化α-淀粉酶和糖化酶，并研究了共固定化酶的性质。本文用硝酸回流法对碳纳米管进行纯化，再用混酸法对其进行氧化，在碳纳米管上引入羧基，用于共价结合酶。通过对α-淀粉酶与糖化酶分别固定时的最佳pH值的考察，得出了两个酶分别在pH为5.5和4.5时固定最好，此时交联量和反应速率均较高，进而选取5.0作为共固定化时的pH，固定时温度为20℃。α-淀粉酶与糖化酶共固定化时，质量比为1.5:1反应速率最高;总酶量为25mg，载体质量为50mg时，固定化效果最好，又不会浪费酶。研究了共固定化酶的最适温度，最适pH，以及共固定化酶的温度和pH稳定性。对同样条件下的游离酶和共固定酶的反应速率进行了比较，共固定化酶的酶活能保持60%以上，共固定化酶比固定化单酶生成葡萄糖的速率高15%。运用紫外、红外、圆二、电镜、拉曼、XPS等仪器，对氧化碳纳米管及其固定化酶进行了分析。用紫外、红外、XPS对固定化酶进行定性研究，进一步证明酶成功的固定在载体上;用圆二图谱分析了酶在固定前后其蛋白二级结构的变化，得到了其α-螺旋的保持率均在60%以上;并通过透射电镜，观察氧化碳纳米管的形态和其固定化酶的情况，得出氧化碳纳米管的分散性较好，在其表面成功的固定了酶蛋白;用拉曼图谱说明了固定酶以后，碳纳米管石墨化程度有一定的降低，缺陷度有所提高。

关键词：多壁碳纳米管 α-淀粉酶糖化酶共固定化协同作用