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複合型微生物絮凝劑(簡體書)
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書摘/試閱

《復合型微生物絮凝劑》是一部在國內首次集中闡述復合型微生物絮凝劑的制備、特性及其在水處理等方面的應用實例的著作,以微生物絮凝劑產生菌為研究對象,旨在利用先進的發酵制備方法,利用廉價廢棄物資源開發天然無毒害的新型生物材料。《復合型微生物絮凝劑》共分為四篇,系統地介紹了復合型微生物絮凝劑的特性,并歸納總結了其在環境污染治理等方面的應用,有助于增進讀者對這類新興材料的理解與認識。
馬放,哈爾濱工業大學教授、博士生導師。城市水資源與水環境國家重點實驗室副主任,哈爾濱工業大學市政環境工程學院院長助理,黑龍江省環境生物技術重點實驗室主任。主要研究方向為復合型微生物絮凝劑的研究與開發應用、環境生物技術理論與應用、污染控制理論與應用、綠色凈水劑的開發與應用、工程菌的構建及生物增強技術、固定化生物活性炭技術、污染環境的生物修復、污水處理全流程資源化等。先后主持或參加了國家“973” “863”項目、國家自然科學基金項目以及國際重大合作基金項目等60余項。榮獲國家科學技術進步二等獎1項,省部級科學技術進步一等獎4項,二等獎8項,三等獎3項。出版著作10部,發表論文120余篇,申請及授權專利57項。在國內外率先開發出“復合型微生物絮凝劑”“固定化生物活性炭(IBAC)技術”“生物相分離技術”。
《復合型微生物絮凝劑》是基于作者及其團隊的研究成果詳細介紹了復合型微生物絮凝劑的特性,提出了先進“兩段式發酵”制備工藝的參數和影響因素,總結了其在水處理領域的應用。《復合型微生物絮凝劑》有助于讀者了解微生物絮凝劑這一新型綠色凈水劑。
叢書序

前言
第一篇 復合型微生物絮凝劑總論篇
第1章 總論
1.1 國內外常規凝劑的研究現狀
1.1.1 無機絮凝劑的研究及發展
1.1.2 有機高分子絮凝劑的研究及發展
1.1.3 常規絮凝劑存在的問題
1.2 國內外微生物絮凝劑的研究現狀
1.2.1 微生物絮凝劑的發展簡史
1.2.2 微生物絮凝劑產生菌種類
1.2.3 微生物絮凝劑的分類及結構性質
1.2.4 微生物絮凝劑的化學組成
1.2.5 微生物絮凝劑的安全性
1.2.6 微生物絮凝劑的絮凝機理
1.2.7 微生物絮凝劑絮凝效果的影響因素
1.2.8 微生物絮凝劑的發酵生產工藝
1.2.9 微生物絮凝劑的優勢
1.2.10 微生物絮凝劑在水處理中的應用
1.3 微生物絮凝劑的發展趨勢及展望
1.4 復合型微生物絮凝劑的內涵及研究進展
1.4.1 復合型微生物絮凝劑的開發歷程
1.4.2 復合型微生物絮凝劑的生產工藝及技術
1.4.3 復合型微生物絮凝劑的內涵
第二篇 復合型微生物絮凝劑的生理生態篇
第2章 微生物絮凝劑產生菌
2.1 微生物絮凝劑產生菌特征
2.1.1 微生物絮凝劑產生菌的形態特征
2.1.2 微生物絮凝劑產生菌的菌落形態特征
2.1.3 微生物絮凝劑產生菌的生理生化特性
2.1.4 微生物絮凝劑產生菌的Biolog系統分析
2.1.5 微生物絮凝劑產生菌的16S rDNA鑒定
2.2 微生物絮凝劑產生菌產絮能力的遺傳穩定性
2.2.1 微生物絮凝劑產生菌的連續傳代穩定性實驗
2.2.2 冰箱冷凍保存和室溫保存對絮凝活性的影響
2.3 環境因素對微生物絮凝劑產生菌產絮能力的影響
2.3.1 發酵方式對菌株產絮能力的影響
2.3.2 發酵時間對菌株產絮能力的影響
2.3.3 初始pH對菌株產絮能力的影響
2.3.4 裝液量對菌株產絮能力的影響
2.3.5 混合培養比例對菌株產絮能力的影響
2.4 營養元素對微生物絮凝劑產生菌絮凝活性和絮凝效果的影響
2.4.1 碳源對菌株產絮能力的影響
2.4.2 氮源對菌株產絮能力的影響
2.4.3 磷酸鹽對菌株產絮能力的影響
第3章 微生物絮凝劑活性成分分析
3.1 微生物絮凝劑的理化特征
3.1.1 微生物絮凝劑產生菌胞外分泌物的電子顯微觀察
3.1.2 微生物絮凝劑在發酵液中的分布
3.1.3 微生物絮凝劑的熱穩定性
3.1.4 微生物絮凝劑的pH穩定性
3.2 微生物絮凝劑活性成分分析
3.2.1 微生物絮凝劑化學特征的測定
3.2.2 微生物絮凝劑活性成分含量分析
3.2.3 微生物絮凝劑活性成分確定
3.3 微生物絮凝劑分離提取
3.3.1 有機溶劑的選擇
3.3.2 有機溶劑沉淀條件的選擇
3.4 微生物絮凝劑中游離蛋白質的去除
3.4.1 去蛋白質試劑的選擇
3.4.2 去蛋白質條件的選擇
3.4.3 去蛋白質后微生物絮凝劑的紫外光譜分析
3.4.4 初步分離提取后微生物絮凝劑的絮凝活性
3.5 微生物絮凝劑的純化
3.5.1 微生物絮凝劑純化過程中的洗脫速度
3.5.2 微生物絮凝劑純化過程中的收集量
3.5.3 微生物絮凝劑純化過程中的上樣量
3.6 微生物絮凝劑活性成分純度的鑒定
3.6.1 純化后的微生物絮凝劑
3.6.2 純度鑒定——瓊脂糖凝膠電泳法
3.6.3 紫外吸收光譜分析
3.7 微生物絮凝劑活性成分的相對分子質量測定
3.8 微生物絮凝劑活性成分的組成分析
3.8.1 基于薄層色譜法的微生物絮凝劑活性成分分析
3.8.2 基于氣相—質譜法的微生物絮凝劑活性成分分析
3.9 微生物絮凝劑純品的結構分析
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
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
第4章 微生物絮凝劑產生菌F+發酵及環境條件優化
4.1 微生物絮凝劑產生菌F+發酵條件優化
4.1.1 微生物絮凝劑產生菌F+最佳發酵種齡
4.1.2 微生物絮凝劑產生菌F+最佳發酵時間
4.1.3 微生物絮凝劑產生菌F+最佳發酵溫度
4.1.4 微生物絮凝劑產生菌F+最佳pH
4.1.5 微生物絮凝劑產生菌F十最佳溶解氧
4.1.6 微生物絮凝劑產生菌F+最佳搖床轉速
4.1.7 微生物絮凝劑產生菌F+最佳裝液量
4.2 微生物絮凝劑分批補料發酵技術
4.2.1 微生物絮凝劑分批補料發酵培養過程分析
4.2.2 補加碳源對微生物絮凝劑分批補料發酵的影響
4.2.3 補加氮源對微生物絮凝劑分批補料發酵的影響
4.2.4 微生物絮凝劑分批補料發酵效果與分批發酵效果對比
4.3 微生物絮凝劑產生菌的發酵動力學特性
4.3.1 微生物絮凝劑產生菌發酵動力學模型的選擇
4.3.2 微生物絮凝劑產生菌發酵動力學方程求解與分析
4.3.3 微生物絮凝劑產生菌發酵動力學方程參數分析
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工藝流程
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
5.1.1 開發利用秸稈類纖維素的重要意義
5.1.2 復合型微生物絮凝劑生產的工藝路線
5.1.3 復合型微生物絮凝劑生產工藝的關鍵步驟
5.2 纖維素降解菌的篩選及其發酵條件
5.2.1 纖維素降解菌的篩選
5.2.2 纖維素降解菌的菌種鑒定
5.2.3 纖維素降解菌的培養條件對還原糖產率的影響
5.2.4 羧甲基纖維素降解實驗
5.3 秸稈類纖維素原料的預處理
5.3.1 秸稈預處理工藝優化
5.3.2 秸稈制取微生物絮凝劑產量分析
5.4 復合型微生物絮凝劑發酵工藝條件的優化
5.4.1 復合型微生物絮凝劑發酵工藝的最佳發酵時間
5.4.2 復合型微生物絮凝劑發酵工藝的最佳溫度
5.4.3 復合型微生物絮凝劑發酵工藝的最佳pH
5.4.4 復合型微生物絮凝劑發酵工藝的最佳搖床轉速
5.4.5 纖維素發酵液滅菌和除菌處理對絮凝效果的影響
5.4.6 復合型微生物絮凝劑產生菌對纖維素發酵液成分的利用
5.5 提高復合型微生物絮凝劑產量的營養策略
5.5.1 總氮含量對絮凝效果的影響
5.5.2 補料后發酵液C/N的變化
5.5.3 葡萄糖含量對絮凝效果的影響
5.5.4 補加葡萄糖對復合型微生物絮凝劑生產的影響
5.5.5 利用不同底物生產的絮凝劑的絮凝率
第6章 廉價底物制備復合型微生物絮凝劑
6.1 復合型微生物絮凝劑產生菌F+利用制氫廢液制取微生物絮凝劑
6.1.1 材料和方法
6.1.2 微生物絮凝劑產生菌對制氫廢液的利用情況
6.1.3 馴化微生物絮凝劑產生菌
6.1.4 馴化后微生物絮凝劑產生菌的發酵條件
6.1.5 微生物絮凝劑產生菌對底物的利用
6.1.6 微生物絮凝劑成分分析
6.1.7 微生物絮凝劑與無機絮凝劑AlCl3聯合作用機理研究
6.2 利用谷氨酸廢液制備微生物絮凝劑
6.2.1 谷氨酸廢液的來源和性質
6.2.2 谷氨酸廢液培養基的配置與優化
6.2.3 環境因素對微生物絮凝劑產生菌F+的影響
6.2.4 以谷氨酸廢液為原料制取微生物絮凝劑
第7章 復合型微生物絮凝劑的絮凝形態學及絮凝機理解析
7.1 復合型微生物絮凝劑的絮凝形態學分析及其影響因素
7.1.1 復合型微生物絮凝劑的普通絮凝形態分析
7.1.2 Ca2+對復合型微生物絮凝劑的影響
7.1.3 投加方式對復合型微生物絮凝劑的影響
7.2 復合型微生物絮凝劑絮凝過程解析
7.2.1 水中膠體和顆粒的脫穩和凝聚
7.2.2 鍵合和吸附橋聯作用形成絮凝體
7.2.3 網捕卷掃作用促進絮體的聚集和沉降
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 復合型微生物絮凝劑的生物安全性評價及企業標準
8.1 復合型微生物絮凝劑的生物安全性評價
8.1.1 復合型微生物絮凝劑的急性經口毒性實驗
8.1.2 復合型微生物絮凝劑的致突變實驗
8.1.3 復合型微生物絮凝劑的致畸實驗
8.2 復合型微生物絮凝劑企業標準的建立
8.2.1 復合型微生物絮凝劑企業標準的使用范圍
8.2.2 復合型微生物絮凝劑企業標準的規范性引用文件
8.2.3 復合型微生物絮凝劑企業標準的產品分類
8.2.4 復合型微生物絮凝劑企業標準的技術要求
8.2.5 復合型微生物絮凝劑企業標準的實驗方法
8.2.6 復合型微生物絮凝劑企業標準的檢驗規則
8.2.7 復合型微生物絮凝劑包裝、標志、運輸和儲存
第9章 復合型微生物絮凝劑的應用及工程示范
9.1 影響復合型微生物絮凝劑絮凝作用效果的關鍵因素
9.1.1 投加量對復合型微生物絮凝劑絮凝作用的影響
9.1.2 pH對復合型微生物絮凝劑絮凝作用的影響
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
9.1.4 溫度對復合型微生物絮凝劑絮凝作用的影響
9.1.5 存放時間對絮凝效果的影響
9.2 復合型微生物絮凝劑的應用
9.2.1 復合型微生物絮凝劑處理強酸性廢水的絮凝效果
9.2.2 復合型微生物絮凝劑處理生活污水的絮凝效果
9.2.3 復合型微生物絮凝劑處理泥漿廢水的絮凝效果
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
9.2.5 復合型微生物絮凝劑處理松花江原水的絮凝效果
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
9.2.7 復合型微生物絮凝劑處理含PAM廢水
9.3 智能投藥實時控制系統開發
參考文獻
附錄13,5—二硝基水楊酸(DNS)比色法
附錄2 Ames實驗試劑及培養基


金屬廢水中的許多金屬離子具有生物毒性,在生物鏈中易積累,大量排放金屬廢水,不但會危害人體健康,也會使其中的稀有貴金屬流失,因此,金屬廢水的治理和貴金屬的回收已成為生態環境治理的一個熱點。微生物絮凝劑由于具有來源廣、吸附能力強、適用條件寬、易于分離回收等特點,已廣泛應用于金屬廢水處理領域。王競等(2000)研究了胞外高聚物WJ—I對水溶性染料及Cr(Ⅵ)的吸附特性及吸附機理,pH<2時,cr(ⅵ)的吸附率最大值達989%;wj—i對水溶性染料的吸附符合架橋模型;cr(ⅵ)的吸附過程符合frelmdlich數學模型和表面螯合機理。同時他還研究了wj—i對水中重金屬cr(ⅵ)的吸附特性,整個吸附過程符合lang—muir吸附模型。陳歡等(2002)用纖維堆囊菌nust06發酵液精制產生一種新型微生物絮凝劑sc06。sc06的絮凝活性依賴于陽離子的存在,適宜處理重金屬廢水、磚廠廢水和煤礦廢水等帶正電荷的廢水。dermlim等(1999)采用梯度濃度馴化的方法,從自然界篩選了高耐銅的微生物枝孢霉屬菌,可有效去除電鍍廢水中的銅。>
微生物絮凝劑因其具有超強的絮凝性能,可使一些難處理的高濃度廢水得到絮凝,并明顯降低COD、色度等指標,同時,微生物絮凝劑易生物降解,對環境安全,無二次污染,是一種有著良好發展前景的新型綠色藥劑,具有廣闊的應用前景。

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