利用克雷伯氏菌LZU10對含油餐廚垃圾前處理能增加餐廚垃圾與秸稈共發(fā)酵的甲烷產(chǎn)量

【摘要】：餐廚垃圾對人類健康和環(huán)境造成了很大的危害。和傳統(tǒng)的物理化學方法相比,用厭氧發(fā)酵的方法處理餐廚垃圾是一種有效環(huán)保的途徑。本實驗從受油脂污染的土壤中,以餐廚廢棄油脂作為碳源篩選到一株可以降解油脂的菌株LZU10,通過16SrRNA基因分析,鑒定該菌株屬于克雷伯氏菌。菌株LZU10可以在含1%餐廚廢棄油脂的M9培養(yǎng)基中生存,在66小時內(nèi),餐廚廢棄油脂降解率達到58%。氣相色譜結(jié)果顯示,油脂可以被菌株LZU10降解。通過薄層色譜分析,油脂降解過程中間產(chǎn)生游離脂肪酸,甘油二脂和單甘脂。菌株LZU10能夠降解常見的不同類型的食用油,如菜籽油,芝麻油,胡麻油,豬油和色拉油。并且可以利用多種類型的長鏈脂肪酸,如油酸,亞油酸,亞麻酸,硬脂酸,棕櫚酸等作為碳源生長。菌株LZU10可以降解不同濃度的餐廚廢棄油脂以及常見的幾種不同類型的餐廚廢棄油脂如火鍋油,煎炸油,辣椒油等。菌株可以在溫度為25-42℃,pH為5—8的條件下利用餐廚廢棄油脂。菌株LZU10對于重金屬以及抗生素都有一定的抗性。由于餐廚垃圾中存在的油脂會對餐廚垃圾的厭氧發(fā)酵過程造成抑制作用,因此將該菌株應(yīng)用于含有餐廚垃圾的厭氧發(fā)酵過程的前處理中,以期達到去除油脂抑制的目的。厭氧發(fā)酵處理餐廚垃圾的實驗結(jié)果表明餐廚垃圾與秸稈的共發(fā)酵體系比餐廚垃圾和秸稈的單發(fā)酵具有較好的穩(wěn)定性以及較高的甲烷產(chǎn)量。含油量為66.95%(VS/VS)的餐廚垃圾與秸稈共發(fā)酵時,發(fā)酵體系的油脂濃度為15 g VS/L,該油脂濃度對厭氧發(fā)酵體系造成了抑制作用。因此使用菌株LZU10處理該餐廚垃圾,發(fā)現(xiàn)處理后的餐廚垃圾與秸稈的共發(fā)酵體系的甲烷產(chǎn)量相比于不處理的餐廚垃圾與秸稈的發(fā)酵體系甲烷產(chǎn)量提高了67.57%。這種生物處理含油餐廚垃圾的手段為未來解決餐廚垃圾或者含油廢棄物厭氧發(fā)酵過程中油脂的抑制問題提供一種有效解決辦法。 【關(guān)鍵詞】：餐廚垃圾 厭氧發(fā)酵 廢棄油脂 油脂抑制 生物前處理
【學位授予單位】：蘭州大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：X705;S216.4
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-9
• 第一章 前言9-16
• 1.1 餐廚垃圾及其處理方法研究進展9-10
• 1.2 脂質(zhì)的厭氧發(fā)酵10-11
• 1.3 脂質(zhì)在厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼氣過程中的抑制作用11-12
• 1.4 消除脂質(zhì)對厭氧發(fā)酵抑制作用的方法12-13
• 1.4.1 改變投料方式12
• 1.4.2 添加吸附劑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 發(fā)酵底物的預(yù)處理對于厭氧發(fā)酵的作用13-14
• 1.6 本研究的目的和意義14-16
• 第二章 材料與方法16-22
• 2.1 材料16
• 2.2 實驗方法16-22
• 2.2.1 試樣采集與培養(yǎng)基16
• 2.2.2 菌株分離純化16
• 2.2.3 16SrRNA基因分析16-17
• 2.2.4 透射電鏡分析17
• 2.2.5 油脂降解性能分析17-18
• 2.2.6 氣象色譜與薄層色譜分析18
• 2.2.7 發(fā)酵原料18-19
• 2.2.8 厭氧發(fā)酵系統(tǒng)的優(yōu)化19
• 2.2.9 餐廚垃圾與秸稈共發(fā)酵體系的油脂抑制濃度的探索19-20
• 2.2.10 菌株LZU10對于餐廚垃圾的前處理20
• 2.2.11 預(yù)處理后的餐廚垃圾與秸稈共發(fā)酵對于甲烷產(chǎn)生的影響20-22
• 第三章 實驗結(jié)果22-36
• 3.1 菌株鑒定與分離22-24
• 3.2 油脂降解特性分析24-26
• 3.3 油脂降解中間產(chǎn)物分析26-27
• 3.4 菌株LZU10降解油脂的環(huán)境適應(yīng)性27-28
• 3.5 餐廚垃圾厭氧發(fā)酵體系的優(yōu)化28-30
• 3.6 油脂濃度對于餐廚垃圾與秸稈共發(fā)酵系統(tǒng)的影響30-33
• 3.7 菌株LZU10對餐廚垃圾的前處理促進餐廚垃圾與秸稈共發(fā)酵系統(tǒng)的甲烷產(chǎn)生33-36
• 第四章 討論36-38
• 第五章 結(jié)論38-39
• 第六章 碩士期間完成的其他課題39-49
• 6.1 研究課題39
• 6.2 研究背景39-40
• 6.2.1 化能自養(yǎng)型硫氧化細菌背景介紹39
• 6.2.2 硫氧化途徑介紹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 樣品采集40
• 6.3.2 硫氧化菌株富集與篩選40
• 6.3.3 硫氧化菌株鑒定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的全基因組測序41
• 6.4 結(jié)果41-47
• 6.5 討論47-49
• 第七章 結(jié)論49-50
• 參考文獻50-54
• 在學期間的研究成果54-55
• 致謝55

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