木質(zhì)纖維素生物質(zhì)中含有較多的游離單糖和重金屬離子。其中,游離單糖的存在會增加預(yù)處理過程中抑制物的生成量,降低纖維素乙醇的生產(chǎn)效率;重金屬離子的存在會增加纖維素乙醇生產(chǎn)過后廢水的處理難度與成本,甚至造成重金屬的二次污染,降低植物修復(fù)的有效性。因此,必須降低木質(zhì)纖維素生物質(zhì)中游離單糖的含量,以期增加纖維素乙醇生產(chǎn)效率;避免纖維素乙醇生產(chǎn)過程中重金屬離子的二次污染,以期實(shí)現(xiàn)重金屬離子的進(jìn)一步富集。本研究擬解決這兩個問題,提出了預(yù)處理前木質(zhì)纖維素生物質(zhì)的固態(tài)發(fā)酵與含鎘纖維素乙醇發(fā)酵殘液的干燥固定與微生物轉(zhuǎn)運(yùn)。本研究第一部分研究了預(yù)處理前玉米秸稈中水溶性游離單糖的轉(zhuǎn)化對纖維素乙醇發(fā)酵的影響。結(jié)果表明,通過在預(yù)處理前采用黑曲霉固態(tài)有氧發(fā)酵方式將玉米秸稈中游離葡萄糖和果糖轉(zhuǎn)化為檸檬酸,能夠有效地降低預(yù)處理過程中酸催化劑的用量和5-羥甲基糠醛生成量,縮短脫毒時間并提高纖維素乙醇的發(fā)酵效率。這一實(shí)驗結(jié)果在纖維素乙醇的實(shí)際生產(chǎn)過程中具有重要借鑒意義。本研究第二部分嘗試采用纖維素乙醇干法生物煉制處理含鎘木質(zhì)纖維素生物質(zhì)并對該過程中鎘的富集情況進(jìn)行了研究。含鎘玉米秸稈和白楊木屑經(jīng)干法生物煉制過程分別獲得了63... 

【文章來源】：華東理工大學(xué)上海市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：67 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．１木質(zhì)纖維素生物質(zhì)結(jié)構(gòu)示意圖Ｍ??Ｆｉｇ．?１．１?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ｌｉｇｎｏｃｅｌｌｕｌｏｓｉｃ?ｂｉｏｍａｓｓ?［９】??１．２．１木質(zhì)纖維素生物質(zhì)中游離單糖??

土壤鎘污染的研究結(jié)果表明，全國各地范圍內(nèi)土壤重金屬鎘污染程度并不一致，主要表??現(xiàn)為從東南到西北、從西南到東北逐漸降低的趨勢｜２５］。其中，部分省份土壤中的鎘含量??情況如圖１．５所示。該結(jié)果的出現(xiàn)可能是由于兩方面因素導(dǎo)致：Ｕ）?土壤中重金屬鎘的??來源不同；（２）由于我國國土面積廣大，南方與北方、東部與西部的氣候等環(huán)境條件??相差較大導(dǎo)致各地土壤性質(zhì)不同ｔ２７］，各地區(qū)土壤性質(zhì)的不同導(dǎo)致鎘在土壤中的存在狀態(tài)??不同，同時不同物種的植物對鎘的吸附性能不同導(dǎo)致其留存在土壤中的含量具有差異，??進(jìn)而導(dǎo)致不同地區(qū)土壤中重金屬鎘含量具有一定的差異性。例如，上海螞蟻浜地區(qū)的土??壤中鎘含量為２１．５?ｍｇ／ｋｇ［２８］，酸性土質(zhì)與長期含鎘污水灌溉的廣州老污灌區(qū)的土壤中鎘??含量為?２２８．０?ｍｇ／ｋｇ［２９］。??表１．１幾種不同類型的母質(zhì)中鎘的含量｜Ｍ｜??Ｔａｂｌｅ?１．１?Ｔｈｅ?ｃｏｔｅｎｔｓ?ｏｆ?ｃａｄｍｉｕｍ?ｉｎ?ｓｏｍｅ?ｐａｒｅｎｔ?ｍａｔｅｒａｌｓ１３０１??Ｒｏｃｋ?ｔｙｐｅｓ?Ｃｏｎｔｅｎｔ?（ｍｇ／ｋｇ）?Ａｖｅｒａｇｅ?（ｍｇ／ｋｇ）??Ｇｒａｎｉｔｅ

培養(yǎng)時間和玉米漿添加量（為菌體的生長提供必需氨基酸、生物素等營養(yǎng)物質(zhì)，進(jìn)而提??高菌株的生物量）。在本實(shí)驗中，麥稈水解液中重金屬鎘的添加量為５?ｍｇ／Ｌ。實(shí)驗結(jié)果??如圖４．１所示，對于不含重金屬鎘的麥稈水解液而言，玉米漿含量的增加對??Ｓ９１１４的生長與糖耗幾乎沒有什么影響。但對于含有５?ｍｇ／Ｌ重金屬鎘的麥稈水解液而??言，玉米漿含量的增加對Ｃ．?Ｓ９１１４的葡萄糖消耗能力有所促進(jìn)，但對其生長??影響較小。同時，在５?ｍｇ／Ｌ的麥稈水解液中經(jīng)過３２?ｈ培養(yǎng)后，Ｃ．?ｇ／ｗｔｏｗ／ｃｗｍ?Ｓ９１１４可??達(dá)其最大生物量。因此，在接下來Ｃ．ｇ／ｗｔｏｍ’ｃｗｍＳ９１１４的培養(yǎng)過程中，玉米漿的添加量??為５?ｇ／Ｌ，培養(yǎng)時間為３２?ｈ，Ｃ．?ｇ／ｗｔｏｍ／ｃ調(diào)Ｓ９１１４接種量為１０?（ｖ／ｖ）。??通過考察Ｃ．?ｇ／Ｍｔｏｗ／ＣＭＴＷ?Ｓ９１１４對麥稈水解液中重金屬鎘的耐受性和去除情況。具體??操作如下：在重金屬鎘含量為０?ｍｇ／Ｌ、２．５?ｍｇ／Ｌ、５?ｍｇ／Ｌ、１０?ｍｇ／Ｌ的麥稈水解液中培??養(yǎng)Ｃｇ７ｗｔｏ／ｍ‘ｃｗ／ｗＳ９１１４，并對其培養(yǎng)過程中的葡萄糖、菌體量變化情況以及培養(yǎng)前后發(fā)??酵醪液中重金屬鎘的變化情況進(jìn)行研究分析。結(jié)果如圖４．２所示，當(dāng)麥桿水解液中重金??屬鎘濃度高于２．５?ｍｇ／Ｌ時

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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本文編號：3567387