利用克雷伯氏菌LZU10对含油餐厨垃圾前处理能增加餐厨垃圾与秸秆共发酵的甲烷产量

【摘要】：餐厨垃圾对人类健康和环境造成了很大的危害。和传统的物理化学方法相比,用厌氧发酵的方法处理餐厨垃圾是一种有效环保的途径。本实验从受油脂污染的土壤中,以餐厨废弃油脂作为碳源筛选到一株可以降解油脂的菌株LZU10,通过16SrRNA基因分析,鉴定该菌株属于克雷伯氏菌。菌株LZU10可以在含1%餐厨废弃油脂的M9培养基中生存,在66小时内,餐厨废弃油脂降解率达到58%。气相色谱结果显示,油脂可以被菌株LZU10降解。通过薄层色谱分析,油脂降解过程中间产生游离脂肪酸,甘油二脂和单甘脂。菌株LZU10能够降解常见的不同类型的食用油,如菜籽油,芝麻油,胡麻油,猪油和色拉油。并且可以利用多种类型的长链脂肪酸,如油酸,亚油酸,亚麻酸,硬脂酸,棕榈酸等作为碳源生长。菌株LZU10可以降解不同浓度的餐厨废弃油脂以及常见的几种不同类型的餐厨废弃油脂如火锅油,煎炸油,辣椒油等。菌株可以在温度为25-42℃,pH为5—8的条件下利用餐厨废弃油脂。菌株LZU10对于重金属以及抗生素都有一定的抗性。由于餐厨垃圾中存在的油脂会对餐厨垃圾的厌氧发酵过程造成抑制作用,因此将该菌株应用于含有餐厨垃圾的厌氧发酵过程的前处理中,以期达到去除油脂抑制的目的。厌氧发酵处理餐厨垃圾的实验结果表明餐厨垃圾与秸秆的共发酵体系比餐厨垃圾和秸秆的单发酵具有较好的稳定性以及较高的甲烷产量。含油量为66.95%(VS/VS)的餐厨垃圾与秸秆共发酵时,发酵体系的油脂浓度为15 g VS/L,该油脂浓度对厌氧发酵体系造成了抑制作用。因此使用菌株LZU10处理该餐厨垃圾,发现处理后的餐厨垃圾与秸秆的共发酵体系的甲烷产量相比于不处理的餐厨垃圾与秸秆的发酵体系甲烷产量提高了67.57%。这种生物处理含油餐厨垃圾的手段为未来解决餐厨垃圾或者含油废弃物厌氧发酵过程中油脂的抑制问题提供一种有效解决办法。 【关键词】：餐厨垃圾 厌氧发酵 废弃油脂 油脂抑制 生物前处理
【学位授予单位】：兰州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X705;S216.4
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-9
• 第一章 前言9-16
• 1.1 餐厨垃圾及其处理方法研究进展9-10
• 1.2 脂质的厌氧发酵10-11
• 1.3 脂质在厌氧发酵产沼气过程中的抑制作用11-12
• 1.4 消除脂质对厌氧发酵抑制作用的方法12-13
• 1.4.1 改变投料方式12
• 1.4.2 添加吸附剂12
• 1.4.3 添加水解酶12-13
• 1.4.4 添加易降解的底物13
• 1.4.5 皂化作用13
• 1.5 发酵底物的预处理对于厌氧发酵的作用13-14
• 1.6 本研究的目的和意义14-16
• 第二章 材料与方法16-22
• 2.1 材料16
• 2.2 实验方法16-22
• 2.2.1 试样采集与培养基16
• 2.2.2 菌株分离纯化16
• 2.2.3 16SrRNA基因分析16-17
• 2.2.4 透射电镜分析17
• 2.2.5 油脂降解性能分析17-18
• 2.2.6 气象色谱与薄层色谱分析18
• 2.2.7 发酵原料18-19
• 2.2.8 厌氧发酵系统的优化19
• 2.2.9 餐厨垃圾与秸秆共发酵体系的油脂抑制浓度的探索19-20
• 2.2.10 菌株LZU10对于餐厨垃圾的前处理20
• 2.2.11 预处理后的餐厨垃圾与秸秆共发酵对于甲烷产生的影响20-22
• 第三章 实验结果22-36
• 3.1 菌株鉴定与分离22-24
• 3.2 油脂降解特性分析24-26
• 3.3 油脂降解中间产物分析26-27
• 3.4 菌株LZU10降解油脂的环境适应性27-28
• 3.5 餐厨垃圾厌氧发酵体系的优化28-30
• 3.6 油脂浓度对于餐厨垃圾与秸秆共发酵系统的影响30-33
• 3.7 菌株LZU10对餐厨垃圾的前处理促进餐厨垃圾与秸秆共发酵系统的甲烷产生33-36
• 第四章 讨论36-38
• 第五章 结论38-39
• 第六章 硕士期间完成的其他课题39-49
• 6.1 研究课题39
• 6.2 研究背景39-40
• 6.2.1 化能自养型硫氧化细菌背景介绍39
• 6.2.2 硫氧化途径介绍39
• 6.2.3 二氧化碳固定方式39-40
• 6.3 材料方法40-41
• 6.3.1 样品采集40
• 6.3.2 硫氧化菌株富集与筛选40
• 6.3.3 硫氧化菌株鉴定40
• 6.3.4 菌株LZ-R的硫氧化特性分析40-41
• 6.3.5 菌株LZ-R的全基因组测序41
• 6.4 结果41-47
• 6.5 讨论47-49
• 第七章 结论49-50
• 参考文献50-54
• 在学期间的研究成果54-55
• 致谢55

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