本文對(duì)造紙行業(yè)中具有較好應(yīng)用前景的真菌門(mén)擔(dān)子菌綱的白腐菌代表性菌株黃孢原毛平革菌("Phanerochaete chrysosprium"以下簡(jiǎn)稱(chēng)"P.chrysosprium")在麥草原料預(yù)處理中的應(yīng)用以及廢水生物處理等內(nèi)容進(jìn)行了較為系統(tǒng)的研究。課題涉及生物工程、制漿造紙工程以及環(huán)境化學(xué)與計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用等多學(xué)科內(nèi)容，其成果對(duì)于利用生物技術(shù)處理纖維原料，減少制漿化學(xué)品消耗以及漂白廢水污染控制工作具有重要的指導(dǎo)意義。 利用P. chrysosprium處理麥草原料，采用正交回歸實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法確定碳源(葡萄糖)、氮源(硝酸銨)、硫酸錳等對(duì)生物處理效果具有顯著影響的因素水平最優(yōu)化條件分別為(g/L)：27.22、0.06、0.20，作為麥草化學(xué)制漿預(yù)處理時(shí)間以6-12天為宜。根據(jù)最優(yōu)化條件進(jìn)行了堿法漿蒸煮試驗(yàn)，對(duì)比研究了生物預(yù)處理對(duì)麥草制漿的影響。結(jié)果表明：在用堿量8％--14％范圍內(nèi)，經(jīng)過(guò)經(jīng)過(guò)5天生物預(yù)處理的原料與未經(jīng)處理的原料相比，在相同卡伯值和成紙強(qiáng)度條件下，用堿量降低2％。紅外譜圖分析結(jié)果顯示，麥草木素生物降解是生物酶催化作用下的氧化反應(yīng)，其結(jié)果C_α發(fā)生氧化、β-0-4鍵氧化裂解，導(dǎo)致木素大分子斷裂溶出。 利用P. chrysosprium處理E段漂白廢水(COD為389lmg/L)5天時(shí)COD去除率為71.8％、脫色率為65％。論文對(duì)密閉式分光光度法測(cè)定漂白廢水COD方法進(jìn)行了研究，確定最佳測(cè)定波長(zhǎng)為430nm。t檢驗(yàn)結(jié)果表明，該方法與標(biāo)準(zhǔn)COD_(cr)測(cè)定結(jié)果高度顯著相關(guān)。實(shí)際應(yīng)用中，該方法測(cè)定成本低，特別適宜批量試樣同時(shí)測(cè)定，有利于消除系統(tǒng)誤差。 對(duì)生物處理前后E段廢水GC-MS檢測(cè)結(jié)果證明，白腐菌P.chrysosprium處理漂白廢水不產(chǎn)生二次污染；造成E段廢水色度 的主要污染物為各種長(zhǎng)碳鏈烷烴、烯烴以及苯基酯類(lèi)、醇類(lèi)化合 物，在菌體對(duì)數(shù)生長(zhǎng)階段可大量去除。 利用 olterra模型建立了 P Chwompum處理2，4一二氯酚模 擬廢水動(dòng)力學(xué)方程。通過(guò)動(dòng)力學(xué)分析定量探討了有毒化合物作用 下的菌體生長(zhǎng)與底物降解關(guān)系。試驗(yàn)結(jié)果證實(shí)Volterra模型較好地 反映了有毒化合物對(duì)生物降解過(guò)程的抑制作用，較為精確地描述 了降解體系中菌體生長(zhǎng)過(guò)程。動(dòng)力學(xué)方程模擬結(jié)果與試驗(yàn)數(shù)據(jù)經(jīng) Pearson檢驗(yàn)高度顯著相關(guān)。動(dòng)力學(xué)研究表明氯代酚的批次處理試 驗(yàn)中，生物吸附作用顯著影響底物去除反應(yīng)歷程，這一特性在反 應(yīng)器設(shè)計(jì)及氯代酚類(lèi)有毒污染物生物降解機(jī)理研究中應(yīng)給予重 視。在試驗(yàn)條件下使用P Chlysosporium處理2，4一二氯酚120h， 去除率＞99％。 在本文的最后部分，利用分子連接性指數(shù)（MCI）描述酚類(lèi)化 合物結(jié)構(gòu)，建立了人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（Artificial Neural Net，ANN） 模型預(yù)測(cè)酚類(lèi)化合物可生物降解性能。使用BP算法對(duì)試驗(yàn)任選的 兩組化合物的預(yù)測(cè)結(jié)果正確率均大于80％，預(yù)測(cè)結(jié)果顯示了人工 神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)模型對(duì)于各種酚類(lèi)化合物的可生物降解性具有良好的 預(yù)測(cè)能力，體現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)模型自適應(yīng)能力對(duì)于變量間相互關(guān)系和物 理意義不明的多變量非線性函數(shù)具有良好的逼近性能。
【學(xué)位單位】：天津科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位年份】：2001
【中圖分類(lèi)】：X793
【文章目錄】：
第—部分 序言
    1.1 木素生物降解研究進(jìn)展
        1.1.1 木素-降解酶體系
        1.1.2 木素降解酶的基本特性與作用機(jī)制
        1.1.3 木素大分子生物降解反應(yīng)途徑及其·OH中間體的直接檢測(cè)
    1.2 白腐菌降解木素性能評(píng)價(jià)及其影響因素
        1.2.1 白腐菌的選育與性能評(píng)價(jià)
        1.2.2 生理?xiàng)l件對(duì)白腐菌產(chǎn)酶效果的影響
            1. 通氣方式的影響
            2. 主要營(yíng)養(yǎng)源的作用
2+作用及其它影響因素'>            3. Mn²⁺作用及其它影響因素
    1.3 三段漂廢水特性與生物處理
        1.3.1 漂白廢水污染特性
        1.3.2 漂白廢水生物處理影響因素
            1. 碳源作用
            2. 氮源作用
            3. 供氧方式及其它因素的影響
        1.3.3 生物吸附在廢水處理中的作用
    1.4 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（ANN）在有機(jī)物結(jié)構(gòu)-可生物降解性相關(guān)性分析中的應(yīng)用
        1.4.1 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)基本原理
        1.4.2 有機(jī)物結(jié)構(gòu)定量描述方法
        1.4.3 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用前景展望
第二部分 P．chrysosprium處理麥草纖維原料
    2.1 材料和方法
        2.1.1 試驗(yàn)材料
        2.1.2 試驗(yàn)方法
        2.1.3 儀器設(shè)備
    2.2 結(jié)果與討論
        2.2.1 P．chrysosprium處理麥草原料營(yíng)養(yǎng)條件研究
            1. 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與試驗(yàn)結(jié)果
2+濃度的影響'>            2. 營(yíng)養(yǎng)源及Mn²⁺濃度的影響
        2.2.2 發(fā)酵時(shí)間對(duì)P．chrysosprium處理麥草纖維原料的影響
            1. 發(fā)酵時(shí)間對(duì)原料木素降解率的影響
            2. 發(fā)酵時(shí)間對(duì)P．chrysosprium處理麥草木素降解選擇性指數(shù)的影響
            3. 木素降解效果的間接評(píng)價(jià)方法
        2.2.3 P．chrysosprium預(yù)處理對(duì)堿法麥草漿的影響
        2.2.4 生物降解木素結(jié)構(gòu)紅外光譜分析
    2.3 小結(jié)
第三部分 漂白廢水生物處理
    3.1 材料與方法
        3.1.1 試驗(yàn)材料
        3.1.2 試驗(yàn)方法
        3.1.3 主要儀器與設(shè)備
    3.2 結(jié)果與討論：
        3.2.1 漂白廢水COD測(cè)定方法研究
            1. 標(biāo)準(zhǔn)曲線制作
            2. COD測(cè)定方法比較
        3.2.2 廢水生物處理?xiàng)l件研究
            1. 葡萄糖添加量對(duì)COD的影響
            2. 硫酸銨添加量對(duì)降低COD值的影響
            3. E段漂白廢水生物脫色研究
        3.2.3 P．chrysosprium處理E段漂白廢水組分GC-MS分析
    3.3 小結(jié)
第四部分 白腐菌降解氯代酚動(dòng)力學(xué)研究
    4.1 材料和方法
        4.1.1 試驗(yàn)材料
        4.1.2 試驗(yàn)方法
        4.1.3 儀器與設(shè)備
    4.2 結(jié)果與討論
        4.2.1 P．chrysosporium降解氯代酚試驗(yàn)
        4.2.2 白腐菌對(duì)氯代酚的生物吸附作用
            1. 標(biāo)準(zhǔn)曲線制作
            2. 生物吸附試驗(yàn)結(jié)果
        4.2.3 白腐菌生長(zhǎng)速率與2，4-二氯酚降解速率相關(guān)性判別
        4.2.4 底物-降解菌關(guān)系模型
            1. 菌體生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)
            2. 底物消耗動(dòng)力學(xué)
        4.2.5 模型參數(shù)計(jì)算與相關(guān)性分析
    4.3 小結(jié)
第五部分 BP算法建立酚類(lèi)化合物生物降解性能預(yù)測(cè)模型
    5.1 建模原理與方法
        5.1.1 建模原理
        5.1.2 分子結(jié)構(gòu)量化方法
        5.1.3 BP網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
    5.2 結(jié)果分析
    5.3 小結(jié)
第六部分 結(jié)論
附錄： 為計(jì)算分子連接性指數(shù)編寫(xiě)的QBASIC源程序
參考文獻(xiàn)

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本文編號(hào)：2860747