利用联合生物工艺生产燃料乙醇的研究进展

随着生物技术越来越多的介入到燃料乙醇的生产中,联合生物工艺(consolidated biopricessing)—CBP,因其可将纤维酶生产、纤维素水解和酒精发酵融合于一步工艺中完成,更是成为其中的亮点。为使联合生物工艺成为可能,以两种途径对所需微生物进行改造:一种是天然纤维降解微生物改造途径,将天然存在的可降解纤维素的微生物,尤其是厌氧微生物进行改造,以使其适应CBP生产的要求;另一种是重组途径,通过基因重组的方式将不能降解纤维的微生物获得降解纤维素的能力,并且生产的产品性质符合CBP的要求。两种途径的对微生物的改造,无论从经济性和社会效益,都将为高能耗时代的今天,提供一种低成本的燃料乙醇生产方式。

生物膜/活性污泥联合工艺处理淀粉制糖废水

以采用生物膜/活性污泥联合工艺处理淀粉制糖废水的成功工程实例,介绍了工程中设计的有关参数与调试运行过程,总结了该工艺具有的启动快、运行稳定和投资与运行费用低等优点。

高级氧化联合生物活性炭工艺深度净化污水中PPCPs研究进展

污水处理厂传统的二级生化处理对药品及个人护理用品(Pharmaceutical and Personal Care Products, PPCPs)等新兴污染物的去除率较低, PPCPs随出水排放会给生态环境带来较大的风险,并会经过生物富集最终危害到人体健康,因此需要通过进一步的深度净化以削减其风险.本文综述了常见PPCPs在污水处理系统的分布特征及生态风险,阐述了高级氧化工艺(Advanced oxidation processes, AOPs)、生物活性炭工艺(Biological activated carbon, BAC)以及高级氧化联合生物活性炭工艺(AOPs-BAC)深度净化PPCPs的净化原理,在此基础上,综述了AOPs-BAC工艺对污水中PPCPs的深度净化效果及主要影响因素,并探讨了AOPs-BAC工艺对污水中PPCPs的风险削减能力,为污水中PPCPs深度净化工艺的研发及PPCPs的生态风险控制提供了参考.

糟液废水处理工程综合效益实例分析

采用以高温上流式厌氧污泥床反应器(UASB)+序批式活性污泥法(SBR)为主体的联合生物处理工艺处理酿酒行业产生的糟液废水。该工艺可减少大量COD_(Cr)、BOD_5超标的糟液废水的直接排放,还可产生大量沼气供综合利用,工艺技术先进,工程的综合效益较高。

一株高效降解木糖的耐酸、嗜热厌氧杆菌的生理特性及产物分析

【目的】分离高效降解木糖的嗜热厌氧杆菌菌株,用于发酵生产生物燃料乙醇,为后继的构建基因工程菌株及联合生物工艺提供材料。【方法】运用亨盖特厌氧操作技术从胜利油田油层采出液两年的富集样中分离到一株嗜热厌氧杆菌xyl-d。采用形态学观察、生理生化指标鉴定及基于16S rRNA的系统发育学分析确定其分类地位。【结果】菌株xyl-d为革兰氏阴性厌氧杆菌,菌体大小为(1.35-5.08)μm×(0.27-0.40)μm,单生、成对或成簇生长,芽胞圆形,端生。温度生长范围30-85℃(最适温度65℃);pH范围3.0-10.0(最适pH 7.5);NaCl浓度范围0%-4%(最适NaCl浓度2.0%)。发酵D-木糖的产物是乙醇、乙酸、CO2及少量的异丁醇、丙酸。菌株xyl-d的(G+C)mol%含量为45.6%,与热厌氧杆菌属模式菌株威吉利热厌氧杆菌(Thermoanaerobacter wiegelii)DSM10319T及嗜热乙醇杆菌(Thermoanaerobacter ethanolicus)DSM2246T的16S rRNA序列相似性均为99.3%。菌株利用D-木糖产乙醇的最佳初始pH为8.5;少量酵母粉能刺激生长并显著提高发酵D-木糖的产醇率,使乙醇成为主要的发酵产物;培养基中乙醇浓度达到7%(V/V)时菌体生长受到抑制,最佳生长条件下D-木糖的降解率可达91.37%,最佳产醇条件下发酵1摩尔D-木糖可产生1.29摩尔的乙醇。【结论】菌株xyl-d是从特殊生境(油藏)中分离到的一株高效降解D-木糖的耐酸、嗜热的厌氧杆菌,其为半纤维素降解产乙醇的联合生物工艺提供了菌源。

基于纤维小体展示技术的酿酒酵母纤维素乙醇研究进展

利用联合生物加工工艺生产第二代燃料乙醇(纤维素乙醇)是国内外的研究热点.前期的研究结果表明,酿酒酵母分泌或展示非复合型纤维素酶体系的应用效果并不理想,而复合型纤维素酶体系(即纤维小体)因对纤维素的降解能力比非复合型纤维素酶体系更强,所以其在酿酒酵母细胞表面的组装研究受到越来越多的关注.目前,单支架和双支架纤维小体在酵母细胞表面的完全自组装以及多细胞协同参与的非完全自组装均已实现.纤维小体展示型酿酒酵母已能直接利用结晶型纤维素发酵生产乙醇,但由于降解模块的结构缺陷,纤维素乙醇的产量仍然偏低.本文对纤维小体的酵母展示技术及其在纤维素乙醇发酵中的应用研究进行了论述,并对该领域的发展方向进行了展望.