本文對造紙行業(yè)中具有較好應(yīng)用前景的真菌門擔子菌綱的白腐菌代表性菌株黃孢原毛平革菌("Phanerochaete chrysosprium"以下簡稱"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)與計算機技術(shù)應(yīng)用等多學(xué)科內(nèi)容，其成果對于利用生物技術(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，采用正交回歸實驗設(shè)計方法確定碳源(葡萄糖)、氮源(硝酸銨)、硫酸錳等對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)處理時間以6-12天為宜。根據(jù)最優(yōu)化條件進行了堿法漿蒸煮試驗，對比研究了生物預(yù)處理對麥草制漿的影響。結(jié)果表明：在用堿量8％--14％范圍內(nèi)，經(jīng)過經(jīng)過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COD去除率為71.8％、脫色率為65％。論文對密閉式分光光度法測定漂白廢水COD方法進行了研究，確定最佳測定波長為430nm。t檢驗結(jié)果表明，該方法與標準COD_(cr)測定結(jié)果高度顯著相關(guān)。實際應(yīng)用中，該方法測定成本低，特別適宜批量試樣同時測定，有利于消除系統(tǒng)誤差。 對生物處理前后E段廢水GC-MS檢測結(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碳鏈烷烴、烯烴以及苯基酯類、醇類化合 物，在菌體對數(shù)生長階段可大量去除。 利用 olterra模型建立了 P Chwompum處理2，4一二氯酚模 擬廢水動力學(xué)方程。通過動力學(xué)分析定量探討了有毒化合物作用 下的菌體生長與底物降解關(guān)系。試驗結(jié)果證實Volterra模型較好地 反映了有毒化合物對生物降解過程的抑制作用，較為精確地描述 了降解體系中菌體生長過程。動力學(xué)方程模擬結(jié)果與試驗數(shù)據(jù)經(jīng) Pearson檢驗高度顯著相關(guān)。動力學(xué)研究表明氯代酚的批次處理試 驗中，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)計及氯代酚類有毒污染物生物降解機理研究中應(yīng)給予重 視。在試驗條件下使用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)測酚類化合物可生物降解性能。使用BP算法對試驗任選的 兩組化合物的預(yù)測結(jié)果正確率均大于80％，預(yù)測結(jié)果顯示了人工 神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)模型對于各種酚類化合物的可生物降解性具有良好的 預(yù)測能力，體現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)模型自適應(yīng)能力對于變量間相互關(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)位級別】：博士
【學(xué)位年份】：2001
【中圖分類】：X793
【文章目錄】：
第—部分 序言
    1.1 木素生物降解研究進展
        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
    1.2 白腐菌降解木素性能評價及其影響因素
        1.2.1 白腐菌的選育與性能評價
        1.2.2 生理條件對白腐菌產(chǎn)酶效果的影響
            1. 通氣方式的影響
            2. 主要營養(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 試驗材料
        2.1.2 試驗方法
        2.1.3 儀器設(shè)備
    2.2 結(jié)果與討論
        2.2.1 P．chrysosprium處理麥草原料營養(yǎng)條件研究
            1. 試驗設(shè)計與試驗結(jié)果
2+濃度的影響'>            2. 營養(yǎng)源及Mn²⁺濃度的影響
        2.2.2 發(fā)酵時間對P．chrysosprium處理麥草纖維原料的影響
            1. 發(fā)酵時間對原料木素降解率的影響
            2. 發(fā)酵時間對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價方法
        2.2.3 P．chrysosprium預(yù)處理對堿法麥草漿的影響
        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 試驗材料
        3.1.2 試驗方法
        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測定方法研究
            1. 標準曲線制作
            2. COD測定方法比較
        3.2.2 廢水生物處理條件研究
            1. 葡萄糖添加量對COD的影響
            2. 硫酸銨添加量對降低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力學(xué)研究
    4.1 材料和方法
        4.1.1 試驗材料
        4.1.2 試驗方法
        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
        4.2.2 白腐菌對氯代酚的生物吸附作用
            1. 標準曲線制作
            2. 生物吸附試驗結(jié)果
        4.2.3 白腐菌生長速率與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. 菌體生長動力學(xué)
            2. 底物消耗動力學(xué)
        4.2.5 模型參數(shù)計算與相關(guān)性分析
    4.3 小結(jié)
第五部分 BP算法建立酚類化合物生物降解性能預(yù)測模型
    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： 為計算分子連接性指數(shù)編寫的QBASIC源程序
參考文獻

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