檸檬酸是一種天然的、多功能的有機酸,它同其它大宗發(fā)酵產(chǎn)品一樣,檸檬酸廢水具有水量大、濃度高、酸性強,處理難度大等問題。為減輕檸檬酸廢水對環(huán)境的污染,國內(nèi)外生產(chǎn)企業(yè)主要采用“厭氧消化+好氧消化”的方式來處理檸檬酸廢水,然而這種廢水處理方式不僅占地大、操作費用高,且出水仍無法實現(xiàn)達標排放,這給企業(yè)帶來了沉重的經(jīng)濟和環(huán)境負擔。為解決上述存在的問題,本論文以檸檬酸綠色制造為研究目標,根據(jù)“生態(tài)營養(yǎng)鏈”的原理,構(gòu)建了“檸檬酸-沼氣雙發(fā)酵耦聯(lián)循環(huán)生態(tài)工學系統(tǒng)”,探討影響該生態(tài)工學系統(tǒng)中的抑制因子及其臨界抑制濃度,并剖析抑制物對耦聯(lián)循環(huán)生態(tài)工學系統(tǒng)影響的機制,通過引入耦合膜技術(shù)對厭氧消化液進行資源化處理以解除關(guān)鍵抑制物的抑制,又解析了該系統(tǒng)建立前后沼氣發(fā)酵中微生物群落結(jié)構(gòu)變化,最后通過建立數(shù)學模型的方式來模擬研究檸檬酸-沼氣雙發(fā)酵耦聯(lián)循環(huán)生態(tài)工學系統(tǒng)的運行規(guī)律,以揭示耦聯(lián)循環(huán)生態(tài)工學系統(tǒng)穩(wěn)定運行的必要性。這種生態(tài)循環(huán)制造模式,對解決檸檬酸廢水污染問題,提高資源的綜合利用效率,實現(xiàn)該產(chǎn)業(yè)的環(huán)境與經(jīng)濟協(xié)調(diào)發(fā)展,以及促進整個發(fā)酵產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級都具有重要的戰(zhàn)略意義。主要研究內(nèi)容與結(jié)果如下:1.構(gòu)建了“檸檬酸... 

【文章來源】：江南大學江蘇省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：117 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 檸檬酸概述
        1.1.1 檸檬酸的起源與發(fā)展
        1.1.2 檸檬酸的工業(yè)應用
        1.1.3 檸檬酸的工業(yè)生產(chǎn)
        1.1.4 檸檬酸提取工藝
        1.1.5 檸檬酸生產(chǎn)廢水處理技術(shù)
    1.2 檸檬酸產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢
        1.2.1 檸檬酸產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)現(xiàn)狀
        1.2.2 檸檬酸產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢及其面臨問題
    1.3 生態(tài)工學
        1.3.1 生態(tài)工學的原理及意義
        1.3.2 生態(tài)工學在發(fā)酵工業(yè)中的嘗試
    1.4 本論文的研究意義和主要研究內(nèi)容
        1.4.1 立題依據(jù)和研究意義
        1.4.2 研究內(nèi)容
第二章 檸檬酸-沼氣雙發(fā)酵耦聯(lián)循環(huán)生態(tài)工學系統(tǒng)中的抑制物的確定
    2.1 前言
    2.2 材料與方法
        2.2.1 菌株和原料
        2.2.2 原料預處理
        2.2.3 菌株保藏培養(yǎng)基及培養(yǎng)條件
        2.2.4 種子液制備與培養(yǎng)
        2.2.5 檸檬酸發(fā)酵培養(yǎng)基制備與培養(yǎng)
        2.2.6 沼氣發(fā)酵
        2.2.7 厭氧消化液空氣吹脫處理
        2.2.8 分析方法
    2.3 結(jié)果與討論
        2.3.1 厭氧消化液循環(huán)回用對原料液化的影響
        2.3.2 厭氧消化液直接循環(huán)回用對檸檬酸發(fā)酵的影響
        2.3.3 厭氧消化液中對檸檬酸發(fā)酵抑制因子解析
    2.4 本章小結(jié)
第三章 檸檬酸-沼氣雙發(fā)酵耦聯(lián)循環(huán)生態(tài)工學系統(tǒng)中關(guān)鍵抑制物的抑制機理探索
    3.1 前言
    3.2 材料與方法
        3.2.1 菌株與原料
        3.2.2 培養(yǎng)基制備及培養(yǎng)條件
        3.2.3 檸檬酸發(fā)酵過程中的pH調(diào)控策略
        3.2.4 生物量的測定
        3.2.5 菌球直徑的測定
        3.2.6 酶活力測定
        3.2.7 分析方法
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 抑制物Na+對檸檬酸發(fā)酵及菌體量的影響
        3.3.2 抑制物Na+對檸檬酸發(fā)酵菌體形態(tài)的影響
        3.3.3 抑制物Na+對檸檬酸發(fā)酵過程中培養(yǎng)基pH的影響
        3.3.4 抑制物Na+對TCA循環(huán)中關(guān)鍵酶活力的影響
    3.4 本章小結(jié)
第四章 雙膜法在檸檬酸-沼氣雙發(fā)酵耦聯(lián)循環(huán)生態(tài)工學系統(tǒng)中的應用
    4.1 前言
    4.2 材料與方法
        4.2.1 菌株與原料
        4.2.2 種子培養(yǎng)基制備及培養(yǎng)條件
        4.2.3 發(fā)酵培養(yǎng)基制備及培養(yǎng)條件
        4.2.4 膜的性能特征及操作條件
        4.2.5 分析方法
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 超濾膜篩選及操作因素對廢水分離性能的影響
        4.3.2 納濾膜的操作因素對模擬廢水分離性能的影響
        4.3.3 納濾膜操作因素對處理實際廢水的研究
        4.3.4 檸檬酸-沼氣雙發(fā)酵耦聯(lián)循環(huán)生態(tài)工學系統(tǒng)的構(gòu)建
    4.4 本章小結(jié)
第五章 檸檬酸-沼氣雙發(fā)酵耦聯(lián)循環(huán)生態(tài)工學系統(tǒng)中沼氣發(fā)酵微生物群落結(jié)構(gòu)分析
    5.1 前言
    5.2 材料與方法
        5.2.1 材料
        5.2.2 DNA提取
        5.2.3 16SrRNA基因擴增
    5.3 結(jié)果與討論
        5.3.1 細菌群落分析
        5.3.2 古菌群落分析
    5.4 本章小結(jié)
第六章 檸檬酸-沼氣雙發(fā)酵耦聯(lián)循環(huán)生態(tài)工學系統(tǒng)中的物質(zhì)平衡分析
    6.1 前言
    6.2 材料與方法
        6.2.1 菌株與酶
        6.2.2 原料預處理
        6.2.3 種子培養(yǎng)基培養(yǎng)條件
        6.2.4 發(fā)酵培養(yǎng)基和培養(yǎng)條件
        6.2.5 厭氧消化出水處理條件
        6.2.6 檸檬酸-沼氣雙發(fā)酵耦聯(lián)循環(huán)生態(tài)工學系統(tǒng)
        6.2.7 檸檬酸提取
        6.2.8 分析方法
    6.3 結(jié)果與討論
        6.3.1 可溶性抑制物在檸檬酸-沼氣雙發(fā)酵耦聯(lián)循環(huán)生態(tài)工學系統(tǒng)中累積模式
        6.3.2 檸檬酸-沼氣雙發(fā)酵耦聯(lián)循環(huán)生態(tài)工學系統(tǒng)中COD的累積情況
        6.3.3 檸檬酸-沼氣雙發(fā)酵耦聯(lián)循環(huán)生態(tài)工學系統(tǒng)中電導率和色度變化情況
        6.3.4 檸檬酸-沼氣雙發(fā)酵耦聯(lián)循環(huán)生態(tài)工學系統(tǒng)中不同循環(huán)批次對沼氣發(fā)酵的影響
        6.3.5 檸檬酸-沼氣雙發(fā)酵耦聯(lián)循環(huán)生態(tài)工學系統(tǒng)中不同循環(huán)批次對檸檬酸發(fā)酵的影響
    6.4 本章小結(jié)
主要結(jié)論與展望
    主要結(jié)論
    展望
論文創(chuàng)新點
致謝
參考文獻
附錄 :作者在攻讀博士學位期間發(fā)表的論文


【參考文獻】：
期刊論文
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[2]檸檬酸廢水的厭氧處理[J]. 王建輝,王璐.  長春工程學院學報(自然科學版). 2017(01)
[3]耐酸性高溫α-淀粉酶液化工藝條件的研究[J]. 鄭美娟,郭金玲,余華順,姚鵑,龔大春.  農(nóng)產(chǎn)品加工. 2015(19)
[4]玉米秸稈水解液的黑曲霉發(fā)酵生產(chǎn)高濃度檸檬酸[J]. 孟佼,周平平,張建,鮑杰.  華東理工大學學報(自然科學版). 2014(06)
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[6]超重力旋轉(zhuǎn)填料床中檸檬酸鈉法煙氣脫硫[J]. 姜秀平,劉有智,杜彩麗,穆文菲,邵凡.  化工環(huán)保. 2011(05)
[7]發(fā)酵法提取檸檬酸的工藝研究[J]. 常琴琴,王苗,李志洲.  化工技術(shù)與開發(fā). 2011(02)
[8]我國檸檬酸行業(yè)的產(chǎn)業(yè)化現(xiàn)狀及可持續(xù)發(fā)展[J]. 周永生,滿云.  生物加工過程. 2010(06)
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博士論文
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[4]高營養(yǎng)組分小球藻選育、代謝調(diào)控及廢水資源化利用[D]. 李昌靈.江南大學 2013
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碩士論文
[1]檸檬酸—沼氣雙發(fā)酵耦聯(lián)工藝中鈉離子的影響及其耐受菌的篩選[D]. 陳陽秋.江南大學 2015
[2]沼氣發(fā)酵復合菌系厭氧發(fā)酵特性及微生物群落結(jié)構(gòu)分析[D]. 麻微微.哈爾濱工業(yè)大學 2015
[3]丙酮酸羧化酶在海洋解脂耶羅威亞酵母菌合成檸檬酸中的作用[D]. 符格意.中國海洋大學 2015
[4]檸檬酸氫鈣提取工藝的生產(chǎn)應用與優(yōu)化[D]. 李齊.北京化工大學 2014
[5]耐錳產(chǎn)檸檬酸黑曲霉的選育[D]. 郭偉.江南大學 2013
[6]酒精沼氣雙發(fā)酵耦聯(lián)工藝探究[D]. 姜立.江南大學 2012
[7]檸檬酸生產(chǎn)廢水的深度處理與回用技術(shù)[D]. 陸茵.清華大學 2010



本文編號：3155163