目錄
序
前言
第一篇 復合型微生物絮凝劑總論篇
第1章 總論 3
1.1 國內外常規(guī)凝劑的研究現(xiàn)狀 4
1.1.1 無機絮凝劑的研究及發(fā)展 4
1.1.2 有機高分子絮凝劑的研究及發(fā)展 6
1.1.3 常規(guī)絮凝劑存在的問題 8
1.2 國內外微生物絮凝劑的研究現(xiàn)狀 9
1.2.1 微生物絮凝劑的發(fā)展簡史 10
1.2.2 微生物絮凝劑產(chǎn)生菌種類 12
1.2.3 微生物絮凝劑的分類及結構性質 14
1.2.4 微生物絮凝劑的化學組成 15
1.2.5 微生物絮凝劑的安全性 15
1.2.6 微生物絮凝劑的絮凝機理 16
1.2.7 微生物絮凝劑絮凝效果的影響因素 18
1.2.8 微生物絮凝劑的發(fā)酵生產(chǎn)工藝 20
1.2.9 微生物絮凝劑的優(yōu)勢 20
1.2.10 微生物絮凝劑在水處理中的應用 23
1.3 微生物絮凝劑的發(fā)展趨勢及展望 27
1.4 復合型微生物絮凝劑的內涵及研究進展 29
1.4.1 復合型微生物絮凝劑的開發(fā)歷程 29
1.4.2 復合型微生物絮凝劑的生產(chǎn)工藝及技術 29
1.4.3 復合型微生物絮凝劑的內涵 30
第二篇 復合型微生物絮凝劑的生理生態(tài)篇
第2章 微生物絮凝劑產(chǎn)生菌 33
2.1 微生物絮凝劑產(chǎn)生菌特征 33
2.1.1 微生物絮凝劑產(chǎn)生菌的形態(tài)特征 33
2.1.2 微生物絮凝劑產(chǎn)生菌的菌落形態(tài)特征 34
2.1.3 微生物絮凝劑產(chǎn)生菌的生理生化特性 35
2.1.4 微生物絮凝劑產(chǎn)生菌的Biolog系統(tǒng)分析 35
2.1.5 微生物絮凝劑產(chǎn)生菌的16S rDNA鑒定 37
2.2 微生物絮凝劑產(chǎn)生菌產(chǎn)絮能力的遺傳穩(wěn)定性 37
2.2.1 微生物絮凝劑產(chǎn)生菌的連續(xù)傳代穩(wěn)定性實驗 38
2.2.2 冰箱冷凍保存和室溫保存對絮凝活性的影響 39
2.3 環(huán)境因素對微生物絮凝劑產(chǎn)生菌產(chǎn)絮能力的影響 39
2.3.1 發(fā)酵方式對菌株產(chǎn)絮能力的影響 39
2.3.2 發(fā)酵時間對菌株產(chǎn)絮能力的影響 40
2.3.3 初始pH對菌株產(chǎn)絮能力的影響 44
2.3.4 裝液量對菌株產(chǎn)絮能力的影響 45
2.3.5 混合培養(yǎng)比例對菌株產(chǎn)絮能力的影響 46
2.4 營養(yǎng)元素對微生物絮凝劑產(chǎn)生菌絮凝活性和絮凝效果的影響 47
2.4.1 碳源對菌株產(chǎn)絮能力的影響 47
2.4.2 氮源對菌株產(chǎn)絮能力的影響 52
2.4.3 磷酸鹽對菌株產(chǎn)絮能力的影響 52
第3章 徽生物絮凝劑活性成分分析 54
3.1 微生物絮凝劑的理化特征 54
3.1.1 微生物絮凝劑產(chǎn)生菌胞外分泌物的電子顯微觀察 54
3.1.2 微生物絮凝劑在發(fā)酵液中的分布 56
3.1.3 微生物絮凝劑的熱穩(wěn)定性 56
3.1.4 微生物絮凝劑的pH穩(wěn)定性 58
3.2 微生物絮凝劑活性成分分析 59
3.2.1 微生物絮凝劑化學特征的測定 59
3.2.2 微生物絮凝劑活性成分含量分析 60
3.2.3 微生物絮凝劑活性成分確定 60
3.3 微生物絮凝劑分離提取 61
3.3.1 有機溶劑的選擇 61
3.3.2 有機溶劑沉淀條件的選擇 61
3.4 微生物絮凝劑中游離蛋白質的去除 64
3.4.1 去蛋白質試劑的選擇 64
3.4.2 玄蛋白質條件的選擇 64
3.4.3 去蛋白質后微生物絮凝劑的紫外光譜分析 67
3.4.4 初步分離提取后微生物絮凝劑的絮凝活性 67
3.5 微生物絮凝劑的純化 68
3.5.1 微生物絮凝劑純化過程中的洗脫速度 68
3.5.2 微生物絮凝劑純化過程中的收集革 69
3.5.3 微生物絮凝劑純化過程中的上樣量 70
3.6 微生物絮凝劑活性成分純度的鑒定 71
3.6.1 純化后的微生物絮凝劑 71
3.6.2 純度鑒定——瓊脂糖凝膠電泳法 71
3.6.3 紫外吸收光譜分析 72
3.7 微生物絮凝劑活性成分的相對分子質量測定 74
3.8 微生物絮凝劑活性成分的組成分析 76
3.8.1 基于薄層色譜法的微生物絮凝劑活性成分分析 76
3.8.2 基于氣相質譜法的微生物絮凝劑活性成分分析 77
3.9 微生物絮凝劑純品的結構分析 81
3.9.1 基于紅外光譜法的微生物絮凝劑活性成分結構分析 81
3.9.2 基于核磁共振法的微生物絮凝劑活性成分結構分析 84
第4章 微生物絮凝劑產(chǎn)生菌F+發(fā)酵及環(huán)境條件優(yōu)化 87
4.1 微生物絮凝劑產(chǎn)生菌F+發(fā)酵條件優(yōu)化 87
4.1.1 微生物絮凝劑產(chǎn)生菌F+最佳發(fā)酵種齡 87
4.1.2 微生物絮凝劑產(chǎn)生菌F+最佳發(fā)酵時間 88
4.1.3 微生物絮凝劑產(chǎn)生菌F+最佳發(fā)酵溫度 89
4.1.4 微生物絮凝劑產(chǎn)生菌F+最佳pH 91
4.1.5 微生物絮凝劑產(chǎn)生菌F+最佳溶解氧 95
4.1.6 微生物絮凝劑產(chǎn)生菌F+最佳搖床轉速 97
4.1.7 微生物絮凝劑產(chǎn)生菌F+最佳裝液量 98
4.2 微生物絮凝劑分批補料發(fā)酵技術 98
4.2.1 微生物絮凝劑分批補料發(fā)酵培養(yǎng)過程分析 99
4.2.2 補加碳源對微生物絮凝劑分批補料發(fā)酵的影響 101
4.2.3 補加氮源對微生物絮凝劑分批補料發(fā)酵的影響 108
4.2.4 微生物絮凝劑分批補料發(fā)酵效果與分批發(fā)酵效果對比 109
4.3 微生物絮凝劑產(chǎn)生菌的發(fā)酵動力學特性 110
4.3.1 微生物絮凝劑產(chǎn)生菌發(fā)酵動力學模型的選擇 110
4.3.2 微生物絮凝劑產(chǎn)生菌發(fā)酵動力學方程求解與分析 113
4.3.3 微生物絮凝劑產(chǎn)生菌發(fā)酵動力學方程參數(shù)分析 120
第三篇 基于廉價底物的復合型微生物絮凝劑制備篇
第5章 復合型微生物絮凝劑生產(chǎn)工藝流程 123
5.1 利用秸稈類纖維素制備微生物絮凝劑的總體方案設計 123
5.1.1 開發(fā)利用秸稈類纖維素的重要意義 123
5.1.2 復合型微生物絮凝劑生產(chǎn)的工藝路線 124
5.1.3 復合型微生物絮凝劑生產(chǎn)工藝的關鍵步驟 125
5.2 纖維素降解菌的篩選及其發(fā)酵條件 126
5.2.1 纖維素降解菌的篩選 126
5.2.2 纖維素降解菌的菌種鑒定 135
5.2.3 纖維素降解菌的培養(yǎng)條件對還原糖產(chǎn)率的影響 142
5.2.4 羧甲基纖維素降解實驗 146
5.3 秸稈類纖維素原料的預處理 150
5.3.1 秸稈預處理工藝優(yōu)化 150
5.3.2 秸稈制取微生物絮凝劑產(chǎn)量分析 152
5.4 復合型微生物絮凝劑發(fā)酵工藝條件的優(yōu)化 153
5.4.1 復合型微生物絮凝劑發(fā)酵工藝的最佳發(fā)酵時間 153
5.4.2 復合型微生物絮凝劑發(fā)酵工藝的最佳溫度 156
5.4.3 復合型微生物絮凝劑發(fā)酵工藝的最佳pH 158
5.4.4 復合型微生物絮凝劑發(fā)酵工藝的最佳搖床轉速 159
5.4.5 纖維素發(fā)酵液滅菌和除菌處理對絮凝效果的影響 160
5.4.6 復合型微生物絮凝劑產(chǎn)生菌對纖維素發(fā)酵液成分的利用 160
5.5 提高復合型微生物絮凝劑產(chǎn)量的營養(yǎng)策略 162
5.5.1 總氮含量對絮凝效果的影響 162
5.5.2 補料后發(fā)酵液C/N的變化 163
5.5.3 葡萄糖含量對絮凝效果的影響 164
5.5.4 補加葡萄糖對復合型微生物絮凝劑生產(chǎn)的影響 164
5.5.5 利用不同底物生產(chǎn)的絮凝劑的絮凝率 167
第6章 廉價底物制備復合型微生物絮凝劑 168
6.1 復合型微生物絮凝劑產(chǎn)生菌F+利用制氫廢液制取微生物絮凝劑 168
6.1.1 材料和方法 168
6.1.2 微生物絮凝劑產(chǎn)生菌對制氫廢液的利用情況 170
6.1.3 馴化微生物絮凝劑產(chǎn)生菌 171
6.1.4 馴化后微生物絮凝劑產(chǎn)生菌的發(fā)酵條件 173
6.1.5 微生物絮凝劑產(chǎn)生菌對底物的利用 175
6.1.6 微生物絮凝劑成分分析 176
6.1.7 微生物絮凝劑與無機絮凝劑AlCl2聯(lián)合作用機理研究 177
6.2 利用谷氨酸廢液制備微生物絮凝劑 177
6.2.1 谷氨酸廢液的來源和性質 178
6.2.2 谷氨酸廢液培養(yǎng)基的配置與優(yōu)化 180
6.2.3 環(huán)境因素對微生物絮凝劑產(chǎn)生菌F+的影響 182
6.2.4 以谷氨酸廢液為原料制取微生物絮凝劑 188
第7章 復合型微生物絮凝劑的絮凝形態(tài)學及絮凝機理解析 192
7.1 復合型微生物絮凝劑的絮凝形態(tài)學分析及其影響因素 192
7.1.1 復合型微生物絮凝劑的普通絮凝形態(tài)分析 192
7.1.2 Ca2+對復合型微生物絮凝劑的影響 196
7.1.3 投加方式對復合型微生物絮凝劑的影響 198
7.2 復合型微生物絮凝劑絮凝過程解析 201
7.2.1 水中膠體和顆粒的脫穩(wěn)和凝聚 201
7.2.2 鍵合和吸附橋聯(lián)作用形成絮凝體 204
7.2.3 網(wǎng)捕卷掃作用促進絮體的聚集和沉降 212
第四篇 復合型微生物絮凝劑在水處理領域的應用篇
第8章 隻合型微生物絮凝劑的生物安全性評價及企業(yè)標準 217
8.1 復合型微生物絮凝劑的生物安全性評價 217
8.1.1 復合型微生物絮凝劑的急性經(jīng)口毒性實驗 217
8.1.2 復合型微生物絮凝劑的致突變實驗 219
8.1.3 復合型微生物絮凝劑的致畸實驗 222
8.2 復合型微生物絮凝劑企業(yè)標準的建立 226
8.2.1 復合型微生物絮凝劑企業(yè)標準的使用范圍 226
8.2.2 復合型微生物絮凝劑企業(yè)標準的規(guī)范性引用文件 226
8.2.3 復合型微生物絮凝劑企業(yè)標準的產(chǎn)品分類 226
8.2.4 復合型微生物絮凝劑企業(yè)標準的技術要求 227
8.2.5 復合型微生物絮凝劑企業(yè)標準的實驗方法 228
8.2.6 復合型微生物絮凝劑企業(yè)標準的檢驗規(guī)則 229
8.2.7 復合型微生物絮凝劑包裝、標志、運輸和儲存 229
第9章 復合型微生物絮凝劑的應用及工程示范 231
9.1 影響復合型微生物絮凝劑絮凝作用效果的關鍵因素 231
9.1.1 投加量對復合型微生物絮凝劑絮凝作用的影響 231
9.1.2 pH對復合型微生物絮凝劑絮凝作用的影響 233
9.1.3 鈣離子濃度對復合型微生物絮凝劑絮凝作用的影響 234
9.1.4 溫度對復合型微生物絮凝劑絮凝作用的影響 236
9.1.5 存放時間對絮凝效果的影響 237
9.2 復合型微生物絮凝劑的應用 238
9.2.1 復合型微生物絮凝劑處理強酸性廢水的絮凝效果 238
9.2.2 復合型微生物絮凝劑處理生活污水的絮凝效果 239
9.2.3 復合型微生物絮凝劑處理泥漿廢水的絮凝效果 241
9.2.4 復合型微生物絮凝劑處理煤氣及造紙廢水的絮凝效果 245
9.2.5 復合型微生物絮凝劑處理松花江原水的絮凝效果 247
9.2.6 復合型微生物絮凝劑處理大慶中引水廠水源水的絮凝效果 247
9.2 7 復合型微生物絮凝劑處理含PAM廢水 256
9.3 智能投藥實時控制系統(tǒng)開發(fā) 257
參考文獻 259
附錄1 3，5-二硝基水楊酸(DNS)比色法 266
附錄2 Ames實驗試劑及培養(yǎng)基 267