城市生活垃圾堆肥复合菌剂的前期开发研究

摘要

目前如何提高城市生活垃圾堆肥处理的技术水平、提高处理效率、改善产品质量,一直是相关科研人员所重点关注的.开发高效堆肥复合菌剂,从根本上优化堆肥过程更是大家研究的热点.由于堆肥中难降解的木质纤维素类物质一直是制约堆肥快速腐熟的关键因素,所以在已有的关于堆肥复合菌剂的报道中,都不约而同地使用了纤维素和木质素降解菌.但是在已有的这些报道中,对复合菌剂中纤维素和木质素降解菌的选择都具有比较明显的主观性,缺乏详细的菌株之间关系的研究,所得到的结果有一定的偶然性,适用性有限.该文的思路是以从堆肥中分离的纤维素和木质素降解菌为基础,在对其产酶过程和条件有了深入了解后,进行两类菌的初步混合培养,寻找高效的纤维素和木质素降解菌组合.为以后在此基础上复合菌剂的开发提供基础.首先从堆肥本身出发,进行了堆肥物料中纤维素降解菌的分离和筛选,通过纤维素琼脂平板的分离,刚果红琼脂平板和实际降解效果实验的筛选,最终得到了四株效果较好的纤维素降解菌,其中尤其以X菌株在纤维素酶的产生和对稻草的降解上效果最优.其次,选择这株菌进行了培养条件对其产酶过程的研究.研究结果表明液料比在整个发酵过程中对产酶影响最大,温度在发酵初期影响较大,初始pH和接种量的影响均不显著.总体看来,培养温度、初始pH值、液料比和接种量分别为30℃、4、7和5%是比较合适的.通过对不同碳源对产酶影响的考察,发现添加适量的麦芽糖和纤维二糖对产酶是有利的,纤维二糖主要是可以促进CMC酶的分泌.通过对不同氮源对产酶影响的考察,发现该菌株对氮源有很大的选择性,适量的酵母膏和(NH<,4>)<,2>SO<,4>作为氮源是合适的.在物料中添加0.1%的吐温80也被证明是对产酶有利的.最后,在上述研究的基础上,结合购买的菌株,挑选了纤维素降解菌6株和木质素降解菌8株进行了初步的混合培养实验.在葡萄糖牛肉膏蛋白胨的基础琼脂上对其两两混合培养并观察它们的菌落生长形态,最后得到的在一起能较好共存的菌株对有以下9对:S+10、AF93251+2、AF 93251+10、X+3、X+10、AF93252+2、AF93 25 2+5、P+5、P+10.

目录

文摘

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第1章绪论

1.1城市生活垃圾堆肥处理的概念及历史

1.1.1堆肥化的概念

1.1.2垃圾堆肥化的发展过程

1.1.3中国城市生活垃圾堆肥

1.1.4垃圾堆肥化的未来展望

1.2堆肥化的基本原理

1.2.1堆肥化过程的基本生化反应

1.2.2堆肥化微生物生化过程

1.2.3好氧高温堆肥的生化作用机理

1.2.4城市生活垃圾好氧堆肥过程的影响因素

1.2.5城市生活垃圾好氧堆肥过程的判定标准

1.2.6堆肥化过程中的微生物学

1.3堆肥中纤维素和木质素的生物降解

1.3.1纤维素的结构及生物降解

1.3.2木质素的结构及生物降解

1.4堆肥中微生物的选育及复合菌剂的研究现状

1.4.1城市生活垃圾堆肥处理中微生物选育技术的意义与方法

1.4.2基于微生物选育技术的堆肥微生物添加剂的开发

1.5本文构想

第2章堆肥物料中纤维素降解菌的分离及筛选

2.1原料、药品及设备

2.2实验方法

2.2.1分离筛选培养基的配置及试剂的配制

2.2.2分离及筛选方法

2.3结果及讨论

2.3.1堆肥物料中纤维素降解菌的分离

2.3.2堆肥物料中纤维素降解菌的筛选

2.4结论

第3章源于堆肥物料中的一株纤维素降解菌的产酶过程研究

3.1材料与方法

3.1.1原料、药品及设备

3.1.2实验方法

3.2结果与分析

3.2.1正交实验结果分析

3.2.2添加不同碳源对产酶的影响

3.2.3添加表面活性剂对产酶的影响

3.2.4添加不同氮源对产酶的影响

3.4结论

第4章纤维素降解菌和木质素降解菌的混合培养初步研究

4.1材料与方法

4.1.1原料、药品及设备

4.1.2实验方法

4.1.3平板混合培养实验

4.1.4固态混合发酵产酶实验

4.2结果与讨论

4.2.1平板混合培养实验结果

4.2.2固态混合发酵产酶实验结果

4.4结论

结论

参考文献

致谢

附录攻读学位期间所发表的学术论文目录及专利申请情况