利用辅酶Q10发酵液制液肥及其生物学效应的研究-硕士论文

论文评阅人1 ： 吐正毯教援逝江壅挞太堂巫境型撞堂院 评阅人2 ： 虚丑高教援浙江太堂巫境皇资遮堂院 评阅人3 友注塾握浙江太堂巫境皇资速堂院 答辩委员会主席： 委员1 ： 委员2 ： 委员3 ： 委员4 ： 委员5 ： i s m o f i q uidliClu i d t i o nb r o t h S u p e r v i s o r ：P r o f S h iW e i y o n g I n s t i t u t eo fa g r i c u l t u r a lc h e m i s t r y C o l l e g eo fE n v i r o n m e n ta n dN a t u r a lR e s o u r c eS c i e n c e s H u a j i a c h iC a m p u s ， Z h e j i a n gU n i v e r s i t y H a n g z h o u ，3 1 0 0 2 9 ，Z h e j i a n g ，P R C h i n a M a r c h ，2 0 1 0 学位论文版权使用授权书 作及取得的 他人已经发 构的学位或 均已在论文 月7 日 本学位论文作者完全了解 逝鎏盘堂有权保留并向国家有关部门或机 构送交本论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权逝鎏盘堂 可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索和传播，可以采用影 印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。 学位论文作者签名： - ；争氩军导师签名： 砀事移 签字日期：2 。”年弓月? 日 签字日期：0 2 口年弓月9 日 次 1 1 ：! ：! ：! 3 3 z I z I 3 2 化学处理技术5 3 3 生物化学处理技术6 4 高浓度有机废水的资源化利用现状8 4 1 乳品废水资源化8 4 2 味精废水资源化9 4 3 制糖废水资源化9 4 4 啤酒废水资源化l O 4 5 玉米淀粉废水资源化l o 5 辅酶Q I O 概况1 l 5 1 辅酶Q I O 的结构、理化性质一l l 5 2 辅酶Q IO 的生理意义1 1 5 3 辅酶Q 10 的生产概况1 1 5 4 辅酶Q I O 的应用1 2 第二部分绪论一1 4 1 立题依据1 4 1 1 膜浓缩技术1 4 1 2 营养液肥等的需求1 7 2 本课题的研究目的1 7 3 主要研究内容18 3 1 辅酶Q I O 发酵液的成分分析1 8 3 2 纳滤膜浓缩技术开发1 8 3 3 浓缩液的高附加值产品开发18 3 4 辅酶Q I O 发酵液制有机液肥的应用机理1 8 3 5 辅酶Q I O 发酵液制其他液肥产品对作物的试验效果。1 8 第三部分材料与方法1 9 1 辅酶Q I O 发酵液的成分分析1 9 1 1 试验材料与设计1 9 1 2 分析方法1 9 2 纳滤膜浓缩技术开发1 9 2 1 试验材料与设计1 9 2 2 分析方法19 3 浓缩液的高附加值产品开发2 0 4 辅酶Q I O 发酵液制有机液肥的应用机理2 0 4 1 有机液肥对种子发芽的影响2 0 4 2 喷施有机液肥对小白菜生长的影响2 0 4 3 浇施有机液肥对小白菜生长及对土壤酶活性的影响2 1 5 辅酶Q I O 发酵液制其他液肥产品对作物的试验效果2 2 5 1 喷施氨基酸微肥对小白菜生长的影响2 2 5 2 液肥对桑树桑叶品质的影响2 3 5 3 氨基酸液肥对葡萄品质的影响2 4 6 试验数据分析方法2 4 第四部分结果与分析2 5 1 辅酶Q I O 发酵液的成分分析2 5 2 纳滤膜浓缩技术开发2 5 2 1p H 对料液性状的影响2 5 2 2P E 微滤过滤2 6 2 3 浓缩工艺探索2 6 2 4 最佳浓缩工艺确定2 8 3 浓缩液的高附加值产品开发2 9 3 1 浓缩液系列产品技术指标的确定2 9 3 2 浓缩液系列产品生产工艺的设计3 0 3 3 浓缩液系列产品的形成3 1 4 辅酶Q I O 发酵液制有机液肥的应用机理3 4 4 1 有机液肥对种子发芽的影响3 4 4 2 喷施有机液肥对小白菜生长的影响3 5 4 3 浇施有机液肥对小白菜生长及对土壤酶活性的影响3 9 5 辅酶Q I O 发酵液制其他液肥产品的田间试验效果4 1 5 1 氨基酸微肥对小白菜生长的影响4 1 5 2 液肥对桑树桑叶品质的影响4 3 5 3 氨基酸液肥对葡萄品质的影响4 5 第五部分结论与展望4 6 1 结论4 6 2 展望4 7 参考文献4 8 攻读硕士期间的主要成果5 5 回想这 到自己是 表示衷心 这里参加 研究生面试的时候，在办公室和您的谈话让我倍添信心，也更加明确了自己努力 读研的目标。之后的近三年期间您在学术上给我良多指导和帮助，和我一起探讨 实验方案，当我实验遇到瓶颈时又给我指明方向给我鼓励，在读研期间让我不仅 学习到了很多专业知识，也提高了将知识运用于实践的能力；在生活中，石老师 给我无微不至的关心也减轻了离家读书想家的心情。本论文的选题和构思，实验 方案的设计和实施，论文的撰写方面都得到导师的悉心指导和帮助，倾注了导师 的心血，谨向老师致以崇高的敬意和衷心的感谢! 感谢浙江医药股份有限公司新昌制药厂的孙新强孙总，王跃勇王主任，信乐 果业的林兴乐林总，在我试验完成过程中提供了宝贵资料和试验场所，在此向帮 助过我的所有人表示感谢! 感谢倪亮师兄，给了我非常多的帮助与指导，师兄不仅每次在我试验受挫的 时候都会给我鼓励信心给我指导解决的方法，并且也教会了我许多事情，每次和 答。 感谢环资学院各位领导、研究生科老师关心和帮助，感谢将要参加本论文评 阅和答辩的各位专家! 感谢所有关心和支持我的人! 谨以此文献给他们! U 谢亚军 2 0 1 1 1 1 2 华家池 浓缩；纳滤膜装置2 0 0 分子量；浓缩倍数为4 倍最经济。浓缩4 倍发酵液里面含 有的氮磷钾元素及有机质相对于原液也随之增加，。浓缩液能满足后续肥料生产 需要。 3 通过发酵液浓缩工艺和复配技术研制成氨基酸微量元素液肥( 农肥 ( 2 0 1 0 ) 临字4 4 7 5 号) 、氨基酸含钙液肥( 农肥( 2 0 1 0 ) 临字4 4 8 2 号) 等系列 液肥产品。 4 通过发芽率试验以及盆栽试验，发现用辅酶Q I O 发酵液制成的有机液肥 可以促进种子的萌发。喷施有机液肥后，小白菜的叶绿素含量、硝酸还原酶活性 和根系活力都显著高于对照。喷施有机液肥和氨基酸微肥，均能提高小白菜的生 物量以及养分含量，同时还可以降低其体内硝酸盐含量。有机液肥和氨基酸微肥 在常规施肥基础上喷施3 0 0 倍稀释液的效果较好。辅酶Q I O 发酵液制成的有机 液肥以浇施的方式进入土壤后，增加了土壤酶活性，有利于土壤养分的增加，提 高小白菜植株的生物量及养分含量。 5 液肥喷施桑叶的试验结果表明：喷施氨基酸液肥或有机液肥有利于提高 桑叶叶绿素、可溶性糖和可溶性蛋白的含量，其中喷施含镁氨基酸液肥的效果更 好，能显著提高桑叶品质。 6 在大田试验中，于葡萄果实膨大期喷施氨基酸液肥，可以有效的提高葡 I I I I V 高果实产量以及改善果实 酸钙肥3 0 0 倍稀释液和氨 土壤酶 x i n c h a n gp h a r m a c e u t i c a l ，t h er e s u l t ss h o wt h a t ，c o e n z y m e10f e r m e n t a t i o nb r o t h c o n t a i n sr i c hN P Ke l e m e n ta n da v a r i e t yo ff r e ea m i n oa c i d s 2 T h eb e s tN Fm e m b r a n ef i l t r a t i o nt e c h n i q u ew a s ：o r i g i n a lf e r m e n t e d - - 5 u m P E m i c r o f i l t r a t i o n _ a d j u s tp H8 0 - - - * e n r i c h m e n t ；2 0 0m o l e c u l a rw e i g h t ，e n r i c h m e n t m u l t i p l e so f4t i m e si st h em o s te c o n o m i c a lw a y T h e4t i m e sf e r m e n t e db r o t h c o n t a i n st h eN P Ke l e m e n t sm o r et h a nt h ep r e f i l t r a t i o n 3 T h ea m i n oa c i dl i q u i df e r t i l i z e rw e r ed e v e l o p e dt h r o u g ht h eN Fm e m b r a n e f i l t r a t i o np r o c e s sa n dm i x t u r et e c h n o l o g yt ot h ef e r m e n t a t i o nb r o t h A m i n oa c i dl i q u i d f e r t i l i z e rh a v e g o tt h er e g i s t r a t i o nc e r t i f i c a t eo fm i n i s t r yo fa g r i c u l t u r e ，t h a t i s ， a g r i c u l t u r a lf e r t i l i z e r ( 2 010 ) 4 4 7 5n u m b e r , f a r m e r si nw o r df e r t i l i z e r ( 2 010 ) i nW O r d 4 4 8 2n u m b e r 4 1 1 1t h eg e r m i n a t i n ga n dp l a n t i n gt e s t t h es e e d s o a k e dw i t ht h eo r g a n i c f e r t i l i z e rw h i c hW a sm a d eb yc o e n z y m e10f e r m e n t a t i o nb r o t h T h eb i o m a s sa n d n u t r i e n tc o n t e n tw e r ei n c r e a s e db yo r g a n i cl i q u i df e r t i l i z e ro ra m i n oa c i d l i q u i d f e r t i l i z e r , t h eN RW a sr e d u c e d T h ec h l o r o p h y11 ，N Ra c t i v i t ya n dr o o ta c t i v i t yw e r e i n c r e a s e da f t e rs p r a y i n gf e r t i l i z e r T h eb i o m a s so f c a b b a g ew a si n c r e a s e db ya p p l y i n g f e r t i l i z e r , c o m p a r e dw i t hc o n t r o l ( b a s a lf e r t i l i z e r ) T h ef e r t i l i z e rw h i c hw a sd i l u t e dt o V 3 0 0t i m e sh a st h eb e s te f f e c t s T h ea c t i v i t yo fs o i l e n z y m ew e r ei m p r o v e d s i g n i f i c a n t l yb yp o u r i n go r g a n i cf e r t i l i z e r , t h u si n c r e a s et h eb i o m a s sa n dn u t r i e n t c o m e m ，i tc a np l a yap o s i t i v er o l ei nc r o pg r o w t h 5 I nt h em u l b e r r yf i e l de x p e r i m e n t ，t h er e s u l t ss h o wt h a t ，t h ec h l o r o p h yl1 、 s o l u b l es u g a r 、s o l u b l ep r o t e i nw e r ei n c r e a s e da f t e r s p r a y i n ga m i n oa c i dl i q u i d f e r t i l i z e r ，i tc a ns i g n i f i c a n t l yi m p r o v et h eq u a l i t yo fm u l b e r r yb ys p r a y i n gf e r t i l i z e r w h i c ha d d e dm a g n e s i u mi n t ot h ea m i n oa c i dl i q u i df e r t i l i z e r 6 I nt h ef i e l de x p e r i m e n t ，t h ek e m e lw e i g h to f g r a p e s 、V C 、s u g a rc o n t e n tw e r e i n c r e a s e da f t e rs p r a y i n ga m i n oa c i dl i q u i df e r t i l i z e ri ng r a p e ss w o l l e np e r i o d ，a n di t w a sb e n e f i tt oi m p r o v ef r u i ty i e l da n dq u a l i t y T h ea m i n oa c i dl i q u i df e r t i l i z e rw h i c h W a sd i l u t e dt o5 0 0t i m e sh a st h eb e s te f f e c t s K e y w o r d s ：c o e n z y m e10f e r m e n t a t i o nb r o t h ；e n r i c h ；l i q u i df e r t i l i z e r ；a p p l i c a t i o n m e c h a n i s m ；t h es o i le n z y m e V I 综述 需 水 赤 成 增 国 题 亿 保 水 乱排不仅给环境造成巨大的危害，也严重威胁着人体健康；同时废水中的有机 物质随水流失或处理不完全，会造成资源的极大浪费。因此如何高效、经济地 处理高浓度有机废水，实现废水资源的综合利用、节能减排，促进社会经济稳 定可持续发展是我们迫切需要解决的一个问题。 l 高浓度有机废水概况 1 1 高浓度有机废水的种类及其来源 随着经济的不断发展，工业废水是水污染的重要污染来源之一。由于高浓 度有机废水的污染物种类繁多，成分复杂，根据生产行业的不同可以将其分为 化工废水、制革废水、食品废水、造纸废水、制药废水等等，这些废水的来源 见表1 1 ( 马耀光等，2 0 0 1 ) 。 浙江大学硕士学位论文文献综述 石油化工炼油、蒸馏、裂解、催化 化学制药，农药、燃料、肥料、纤维、 树脂、洗涤剂、炸药等 纺织印染棉、毛、丝纺、针织、印染 制革皮革、皮毛、人造革 食品肉、油、乳、水果，水产加工 造纸纸浆、造纸 采矿煤、磷、金属、放射性 电子仪表电子原料、电讯器材、仪器 仪表 油、酚、硫、氰化物 酸、碱、盐、氰化物、酚、苯、 氯苯、有机氯农药等 染料、酸、碱、硫化物 硫酸、碱、盐，硫化物、醛等 病原微生物、有机物、油脂 黑液、碱、木质素、悬浮物 酚、煤粉，酸、重金属等 酸、氧化物、汞、镉、铬、 铜、镍 高浓度有机废水的特征 高浓度有机废水具有排放量大、污染物成分复杂、毒性强、有机物浓度高、 有色度及异味、难处理等特征。如石油化工废水，废水中常含有多种有毒物和 有害物质，有机物以芳香族化合物和杂环化合物居多，还含有重金属、硫化物， 氮化物等。制革废水、化学废水，C O D 一般均在2 0 0 0 m g L 以上，有的高达几 万至几十万m g L 。染料生产废水色度高、盐度高、B O D 5 与C O l 3 比值低，并 且难生化降解( E s t h e rF o r g a c se ta l ，2 0 0 4 ，R o b e r tM a s se ta l ，2 0 0 5 ) 。 2 高浓度有机废水对环境的影响 2 1 对土壤的影响 废水灌溉措施的不合理、废水排放管道系统的渗漏都可以导致土壤的污染。 废水中常含有多种重金属，重金属对土壤微生物有明显的毒害作用，可减弱微 生物的活力，不利于土壤养分的转化。有研究表明，锌污染会影响土壤微生物 群落结构和功能多样性( K e l lJJe ta l ，1 9 9 8 ) 。王秀丽等研究了重金属铜、锌、 镉、铅复合污染对土壤环境微生物群落的影响，结果表明，重金属污染均能降 低细菌、放线菌和真菌的数量，用B I O L O G 碳素利用法研究了重金属污染对微 生物群落结构，发现重金属污染明显影响了微生物群落结构( 王秀丽等，2 0 0 3 ) ； 有些重金属易于积累在植物体中，降低土壤的活性和农产品的质量。周振民的 2 浙江大学硕士学位论文文献综述 研究结果表明，随着土壤铅浓度的升高，玉米的单株叶面积、株高等形态指标 降低，产量下降( 周振民，2 0 0 4 ) ；高浓度有机废水成分复杂，酸、碱、盐类污 染物众多，如化工厂、造纸厂、味精厂等可排出大量酸、碱污水，进入土壤后 不利于土壤的物理化学性状，p H 过高或过低都可以危害多数作物的生长发育； 田媛等人的实验结果表明，排放了生活污水的土壤与对照相比，有机质、氮、 磷、钾等肥力指标都有明显的增长( 田媛等，2 0 0 8 ) ；但还有一些有机污染物如 酚类、农药等则抑制作物生长。 2 2 对水环境的影响 高浓度有机废水进入水体后，在生物化学和化学作用的降解下，会使水体 缺氧或失氧，扰乱水体生态系统，藻类取得竞争优势迅速繁殖，占据了其他生 物的生存空间，水中溶解氧发生急剧变化，造成水生生物死亡，使水体产生恶 臭，水质恶化( 马耀光，2 0 0 1 ) 。酸、碱类高浓度有机废水腐蚀性强，排入水体 后，可改变其p H 值，恶化水体生态环境，干扰水体自净能力；此外高浓度有 机废水还会对水环境造成有毒有害重金属的污染、致毒性危害、富营养化污染 等不良影响，进一步恶化水生态环境。( 马耀光，2 0 0 1 ) 2 3 对人体健康的影响 高浓度有机废水中难以被生物降解的有机物残留在土壤、水和大气环境中， 通过食物链使其进入生物体内富集起来而对人体健康产生严重的危害。目前我 国污水灌溉的面积逐年增加，但是由于近年来，我国水体污染情况严重，污水 处理技术不完善，处理成本较高，许多污水不经过处理或处理不完全，将水质 超标的水用于农业灌溉，使土壤受到重金属污染，使土壤肥力下降，污水灌溉 能使农产品品质下降，一些农产品还可能出现重金属超标，由此导致更加严重 的农产品安全问题。高浓度有机废水进入水体容易使水体发生富营养化，导致 藻类爆发，一些藻类能产生毒素，再加上一些致病微生物在水生物比如鱼类、 贝类体内积累，人们长期食用后有可能引发疾病或者中毒，严重危及人体的健 康以及生命安全( 彭亚拉等，2 0 0 7 ) 。 文献综述 化学处理 中通过相转移的变化 主要有吸附、絮凝沉 质的表面，而达到去 ，且吸附性能良好， 通常被认为是最佳的吸附剂之一，可以用于深度废水处理或将其作为催化剂使 用。活性炭在吸附去除水溶性有机物时的吸附率高，但它不能吸附悬浮不溶性 固体( 吴萨日娜，2 0 0 7 ) 。对于高浓度有机废水，用活性炭处理成本较高，再生 费用昂贵，应用范围较窄，因此提高活性炭再生技术，循环利用活性炭，开发 高效低成本的吸附剂以及将活性炭与其他化学剂或者和其他方法联合处理废水 是今后研究的重点方面。 絮凝沉降法是絮凝剂通过吸附、沉淀来去除废水中污染物以降低污染物浓 度的过程。絮凝剂是近年来利用生物技术开发出来的由微生物在特定的培养条 件下生长到一定阶段所产生具有絮凝活性的产物。根据化学成分的不同，可以 将其分为无机、有机和微生物絮凝剂。其中无机、有机絮凝剂由于其成本价格 较高、使用量较大或者残留物不易被降解等原因应用受到限制，而絮凝效果好 使用效率高、对环境无二次污染的微生物絮凝剂使用广泛( 薛西改等，2 0 1 0 ) 。 由武汉城市建设学院研究开发的微生物絮凝剂普鲁兰，将其用于味精废液的预 处理，结果发现废液的浊度去除9 9 以上，C O D 去除达3 0 州o ，蛋白质回 收率达8 6 9 ( 陶涛等，1 9 9 9 ，陶涛等，2 0 0 1 ) 。用壳聚糖作为絮凝剂处理皂素 废水，C O D e r 去除率可达9 2 2 1 ，浊度去除率为9 2 9 1 ，出水水质达到排放 标准要求( 李莉等，2 0 1 0 ) 。 4 浙江人学硕士学位论文文献综述 溶剂萃取法是利用能溶解污染物但与水不溶的溶剂将污染物与水分离的一 种方法。可分为物理萃取和化学萃取。萃取技术在高浓度有机废水的处理中广 泛应用，脉冲萃取大大提高了物理萃取的效果。 膜分离法是利用膜的渗透性和半渗透性将废水中的某些物质分离出来的方 法。目前废水处理中主要应用的膜分离技术有纳滤、反渗透、超滤、电渗析等 技术。膜分离过程无相交，具有能耗低，装置简单，操作方便等特点，但还应 提高膜的耐酸碱、抗污染、抗氧化等性能 3 2 化学处理技术 化学技术是利用化学作用将废水中的污染物转化为无害物质或中和废水的 酸碱性。目前催化氧化技术是一项热点技术，它是在催化剂存在的情况下利用 氧化剂将废水中的有机物氧化成二氧化碳和水，从而去除废水中的有机物( 王 春丽等，2 0 0 5 ) 。化学处理技术有湿式催化氧化技术、超临界水氧化技术、光催 化氧化技术、电化学氧化技术等。 湿式催化氧化技术是在传统的处理工艺中加入催化剂以降低反应的温度和 压力，减少反应需要的时间以及工艺成本，从而将废水中的有机物氧化成二氧 化碳和水。湿式催化氧化技术已经在国外被运用到了实际生产中，在国内也有 相关的研究。有研究表明将P d I 沁C e 0 2 作为催化剂在2 2 09 C ，2 4 M P a 和p H 为4 7 的条件下处理苯胺废水，在2 h 内苯胺的去除率可达9 5 以上( 石明辉等， 2 0 0 7 ) 。 超临界水氧化技术可用于高浓度有机废水的处理，近年来在国；, l - - r 业化发 展很快，应用前景十分广阔( 刘睿，2 0 0 6o 国内对这项技术研究的比较晚，目 前的研究处于试验阶段。王西峰等用超临界水氧化法处理皂素废水，结果表明， 在反应温度4 4 0 。C ，反应压力2 4 M P a ，停留时间4 0 s 以上，氧气加入量为理论 值的1 5 0 的条件下，C O D 去除率达到9 9 以上( 王西峰等，2 0 0 8o 尽管目 前对超临界水氧化法的研究在不断深入，不过还有一些关键的技术问题尚未解 决，比如设备使用寿命问题、盐沉积以及催化剂问题等。 光氧化的是指是利用特定光照与氧化剂的联合作用来促进有机物的降解。 实验表明，经过混凝沉降预处理后，照射紫外光，并且加入适量H 2 0 2 能够极大 浙江大学硕士学位论文文献综述 提高光催化剂的处理效率，4 0 6 0 m i n 反应时间后，可使C O D 去除率达到9 4 以上( 朱天菊等，2 0 0 8 ) 。叶庆国等对光催化氧化法降解丁醛废水的实验结果 表明，在反应温度4 0 。C ，p H 值为酸性，加入5 e v t , 的催化剂的条件下，用3 0 0 W 高压汞灯照射3 h ，C O D 的去除率为8 5 9 2 ( 叶庆国等，2 0 0 0 ) 。光催化氧化 法具有适用范围广，使用成本低，反应条件温和，操作条件稳定，处理效果好 等优点，在废水处理方面发挥着重要作用。目前这项技术多在实验阶段，还需 要在催化剂的选择制备回收、反应器的改进等关键技术问题方面做更深入的研 究，将其应用于生产上( 刘长春，2 0 1 0 ) 。 电化学氧化是在电极表面生成的氧化基团使有机物降解的过程( 李勇华等， 2 0 0 8 ) 。电化学法的操作方便，不需要很多化学药品，设备简单，费用低，效果 好，更符合环境保护的要求成为氧化技术领域的一个热点。鲁剑等用电化学氧 化法处理高氨氮废水，在电流强度为9 A 、加入氯化钠摩尔比( N H 3 - N C I ) 为1 ：4 、 极板间距为l c m 、面体比为4 0m 2 I n 3 时，电解9 0m i n 以后，废水氨氮浓度可以 从20 0 0m g L 降至2 4 7 5 1m g L ( 鲁剑等，2 0 1 0 ) 。胡俊生等用电化学氧化降解 苯二酚模拟废水，结果表明当电解质的浓度为O 0 4 m o l L 、电压为8 V 、p H 为 8 5 时，对苯二酚的去除效果能达到9 0 4 4 ( 胡俊生等，2 0 1 0 ) 。 3 3 生物化学处理技术 生物化学处理技术在废水处理中应用广泛，是利用微生物的作用转移和转 化废水中的污染物，使废水得到净化的处理方法。生物化学处理高浓度有机废 水的主要有好氧生物法、厌氧生物法、光合细菌处理法、人工湿地等方法。 3 3 1 好氧生物法 好氧生物处理法是指在氧气存在的条件下，通过好氧微生物的作用将废水 中有机物分解的处理方法。其工艺有活性污泥法、生物接触氧化法等。现在国 内外处理高浓度有机废水使用较多的方法是活性污泥法，但是活性污泥法的缺 点是废水需要大量稀释，剩余污泥量大，因而出现了其他的处理技术如生物接 触氧化法等。田玉萍用白腐真菌生物接触氧化法对模拟染料废水进行处理，研 究结果表明，此法对染料废水色度去除效果较好，在进水色度为2 0 0 0 倍左右时， 6 浙江大学硕士学位论文文献综述 色度去除率可达9 8 ，并且对C O D 有一定的去除效果( 田玉萍，2 0 0 9 ) 。有资 料表明用好氧生物法降解D M F 废水，D M F 的去除率能达到9 5 1 ( 乌锡康， 1 9 9 8 ) 。王莘等以淀粉糖废水为样品，利用有效微生物菌剂作用，好氧条件下处 理5 天，废水的C O D 、氨氮的最高去除率分别为8 4 、8 5 3 ( 王莘等，2 0 1 0 ) 。 3 3 。2 厌氧生物法 厌氧生物处理是指利用厌氧微生物的作用，将废水中的有机物分解转化为 无机物和其他产物，降低有机物的含量，达到废水处理的目的。目前多采用上 流式厌氧污泥床( U A S B ) 为主。Y u e G e n Y a n 等运用U A S B 处理啤酒废水，出 水的C O D 、B O D 5 去除率分别为8 9 1 和9 1 3 ( Y u e G e nY a ne ta l ，1 9 9 6 ) 。左 永泉等应用U A S B 处理啤酒高浓度有机废水，C O D c r 总去除率在9 2 以上( 左 永泉，2 0 0 0 ) 。B r o m l e y C h a l l e n o r 等在厌氧条件下降解D M F 废水，发现其降解 率比在发酵和硝化条件下的降解率高( B r o m l e y C h a l l e n o rK CAe ta l ，2 0 0 0 ) 。 将U S A B 改进后的E G S B ( 膨胀颗粒污泥床反应器) 提高了废水的处理能力， J e i s o n 等人用E G S B 和U A S B 分别处理啤酒废水。E G S B 和U A S B 的C O D 去除 率分别为8 5 和7 0 ，E G S B 反应器比U A S B 反应器的处理效果好( J e i s o nD ， 1 9 9 9 ) 。 3 3 3 光合细菌处理技术 光合细菌处理法是通过光合细菌的新陈代谢降解高浓度有机废水中有机物 的一种方法，光合细菌处理法具有能耗少、投资低、不产生沼气等优点( 方明 成等，1 9 9 7 ，阮林高等，2 0 0 7 ) 。陈怀录等通过静态试验对采用光合细菌处理明 胶废水的可行性进行了研究，结果表明，混合沉淀、光合细菌等工艺能够高效 处理明胶废水，并且减少了废水的停留时间，废水的C O D 降到8 9 m g L ，C O D 去除率可达9 7 ，氨氮去除率可达9 2 7 ( 陈怀录等，2 0 0 9 ) 。孔秀琴等采用光 合细菌来处理高含盐有机废水，试验结果表明，在高含盐废水中对光合细菌进 行一定时间的培养驯化，可以得到耐盐能力强且具有高降解活性的光合细菌菌 群，当废水C l 的质量浓度为7 3g L 、C O D 为3 9g L ，停留时间为3d 时，C O D 的去除率能达到7 7 ( 孔秀琴等，2 0 1 0 ) 。宋晓东等研究了光合细菌处理对皂素 7 浙江大学硕士学位论文文献综述 生产废水的处理效果，在接种量2 5 ，p H 值为7 ，光照强度为20 0 0 L x ，3 0 0 的实验条件下厌氧培养7 2h ，C O D c r 的去除率为4 4 9 4 ，色度去除率达到6 2 5 ( 宋晓东等，2 0 0 9 ) 。 3 3 4 人工湿地 人工湿地是一种废水处理的新技术。其特点是有较好的氮磷等营养物质去 除效果、运行成本较低、出水水质较好等( A s s o c i a t i o nIW ，2 0 0 0 ，S h a c k l e VJ ， 2 0 0 0 ) 。丁成等在实验室模拟人工芦苇湿地的条件下研究了造纸废水有机污染物 的吸附特征，结果表明造纸废水有机污染物在湿地土壤表面的吸附量随吸附时 间的延长而增加( 丁成等，2 0 0 8 ) 。黄翔峰等采用生物法人工湿地工艺处理采 油废水，结果表明，生物法人工湿地工艺提高了采油废水的可生化性，好氧及 人工湿地对含苯环类污染物有着良好的处理效果( 黄翔峰等，2 0 1 0 ) 。 4 高浓度有机废水的资源化利用现状 废水资源化利用是指将工业生产和生活废水中的水分、生产原料及植物营 养物质等资源加以综合利用。工业排放的高浓度有机废水其有机物浓度高，可 对有用成分加以回收利用，提高废水资源利用率，防止污染物进入生态环境对 环境和人类健康产生严重的危害，做到水资源可持续利用，社会、经济、环境 可持续发展。高浓度有机废水中的污染物种类不同，根据其特性对不同的有机 废水可采取不同的资源化利用方式。 4 1 乳品废水资源化 乳品废水主要来自乳品运输、加工过程以及洗涤排放出来的废水。此类废 水容易发酵，进入水体后可使藻类迅速繁殖，降低水中的溶解氧，使水生生物 死亡，对水环境造成污染。由于乳品废水中含有蛋白质、脂肪、乳糖等物质， 可以采用物化方法，回收废水中的乳渣，乳渣可用作饲料。采用气浮法或电浮 法回收乳渣，乳渣中蛋白质含量有4 0 ，脂肪含量有5 0 ( 董爱军等，2 0 0 6 ) 。 李剑等从土壤中筛选到的絮凝剂产生菌能利用乳品废水作为培养基生产微生物 絮凝剂，在适宜的条件下絮凝剂活性可达9 7 4 ( 李剑等，2 0 0 4 ) 。乳制品厂的 浙江大学硕士学位论文文献综述 废水污泥经过消毒处理后还是很好的有机肥料。 4 2 味精废水资源化 味精废水是提取味精后及生产过程中产生的洗涤废水，这些废水大多具有 高C O D 、高B O D 、高s 0 4 2 。、高菌体含量、低p H 等特点而难以处理( 成应向， 2 0 0 3 ，杨晔等，2 0 0 4 ) 。废水中还含有大量的还原糖、谷氨酸及氨氮等，随意放 排不仅造成严重的环境污染，并且还会浪费可利用的资源。味精废水中的菌体 蛋白是一种富含氨基酸、维生素的蛋白饲料。上海天厨味精厂预处理发酵母液 后，用离心机进行分离菌体，得到的菌体粗蛋白含量有7 5 ，可代替进口鱼粉 作为高效蛋白饲料添加剂( 成应向，2 0 0 3 ) 。核糖核酸在细菌中含量较高，味精 废水中含有1 2 的菌体，用浓盐酸法可以从菌体中提取核糖核酸( 董爱军等， 2 0 0 6 ) 。苏云金芽孢杆菌制剂是一种生态良好的生物农药，杨建州等研究了利用 味精废水驯化生产生物农药的方法以及适宜的工艺条件，驯化后得到的菌株对 味精废水培养基生长环境有很强的适应能力，可产生正常的晶体和芽孢，并且 具有一定的毒性( 杨建州，2 0 0 3 ) 。黄腾等人以味精废水作为培养基质，对酱油 曲霉的摇瓶连续培养和发酵罐连续培养进行了研究，摇瓶中以5 的接种量以及 适宜的条件进行连续培养，絮凝剂的最大絮凝率达到9 7 8 ；在发酵罐扩大连 续培养并且延长培养时间后生产的絮凝剂产量达到2 3 9 2g t , ，最大絮凝率为 9 8 1 ( 黄腾等，2 0 1 0 ) 。 4 3 制糖废水资源化 制糖废水包括生产废水及发酵过程产生的有机废水。在制糖的过程中可产 生大量色素。张书文等对用离子交换法从甜菜糖蜜发酵废液中提取焦糖色素和 甘油的工艺进行了研究，结果表明，色素的产率达1 一1 5 ，还可得到精制 甘油，其纯度达到9 8 以上( 张文书等，2 0 0 2 ) 。糖蜜酒精废液中含有大量的N 、 P 、K 等植物生长发育所需的营养元素，可以将其作为肥料。缪燕江等的研究表 明，利用制糖废水灌溉土壤，可提高了土壤肥力，从而提高作物的品质，并可 节约化肥，节约资源( 缪燕江等，2 0 0 4 ) 。有研究利用云芝菌处理模拟糖厂废水， 结果表明，云芝菌不仅有效脱除了精炼糖厂废水中的色素，同时还得到了菌丝 O 浙江大学硕士学位论文文献综述 体和胞外多糖( 冉艳红等，2 0 0 3 ) 。刘敏等采用连续流厌氧发酵法，对几种废水 的产氢稳定性进行了讨论，结果表明，糖蜜废水和淀粉废水都是较好的生物产 氢的原料( 刘敏等，2 0 0 4 ) 。 4 4 啤酒废水资源化 啤酒废水主要来源于生产过程中的排放水以及发酵过程中产生的洗涤水 等。啤酒废水中含有丰富的N 、P 元素及有机碳，可为植物生长提供营养物质。 啤酒废水经过土地利用后，水质有了显著改善，能够达到农田灌溉水质标准的 要求，节约用水，还可增加土壤有机质含量，从而提高作物产量。有实验表明， 利用啤酒废水对某些植物做水培实验，结果植物长势良好，并且显著降低了废 水中多种污染物的浓度( 张素萍，2 0 0 6 ) 4 5 玉米淀粉废水资源化 玉米淀粉废水是以玉米为原料生产淀粉的过程中产生的有机废水，废水呈 酸性，不合有毒物质，废水中主要含淀粉、蛋白质、糖类、和无机盐等物质， 这些物质可为微生物生长提供营养成分( 蔡晶等，2 0 0 7 ) 。李玉等人利用玉米淀 粉废水培养白地霉，在不经灭菌处理的玉米淀粉废水中加入0 I K H 2 P 0 4 振荡 培养2 4 h ，每吨玉米淀粉废水至少收获1 6 k g 单细胞蛋白质，净化后的废水C O D 去除率在9 0 1 ) f l , 上，废水p H 值为7 左右( 李玉等，2 0 0 8 ) 。张凤君等对玉米淀 粉废水的资源回收和处理进行了研究，结果表明，采用调节等电位点超过滤组 合技术，可回收废水中的粗蛋白作为家禽饲料，并且对C O D c r 、T S S 和B O D 5 的去除率分别达到9 1 3 、9 2 5 和9 5 1 ( 张凤君等，2 0 0 4 ) 。杨劲峰等研究 利用玉米淀粉废水作为培养基生产微生物絮凝剂，结果表明，微生物絮凝剂 M 1 2 7 的最佳生产条件为：1 L 玉米淀粉废水中加入2 9 蔗糖、O 2 9 ( N H 4 ) 2 8 0 4 、 培养基初始p H 7 0 、摇床培养4 8 h ，在此条件下对高岭土悬浊液的絮凝率达到 9 6 2 4 ( 杨劲峰等，2 0 0 9 ) 。 浙江大学硕上学位论文文献综述 5 辅酶Q 1 0 概况 5 1 辅酶Q 1 0 的结构、理化性质 辅酶Q 1 0 ( 泛醌) 的化学名称为2 ，3 二甲氧基5 甲基6 癸异戊烯基苯醌， 在室温下呈黄色或橙黄色结晶，无臭无味，不溶于水。其结构式如下： O o 5 2 辅酶Q 1 0 的生理意义 辅酶Q 1 0 是一种脂溶性醌环类化合物，广泛存在于哺乳动物细胞线粒体内， 在哺乳动物的细胞传递链的氧化还原载体中起质子移位及电子传递的重要作 用，是细胞能量的产生要素，是细胞代谢和细胞呼吸激活剂( 史立康等，2 0 0 6 ， 马菊等，2 0 0 9 ) 。辅酶Q 1 0 因其醌环的氧化还原以及侧链异戊烯基的特性，具 有抗氧化性和自由基清除功能，可以减少机体组织的氧化损伤，保持和恢复生 物膜结构完整性( V e n k a tR a t n a mD ，2 2 2 6 ，徐彩菊等，2 0 0 7 ) 。 5 3 辅酶Q 1 0 的生产概况 目前辅酶Q 1 0 主要有组织提取法、化学合成法以及微生物发酵等方法来制 取。提取法易受到材料来源的限制导致生产成本过高，不利于大规模的工业化 生产；而化学合成法程序繁琐，副产物含量较多。因此现在大多采用微生物发 酵来制备辅酶Q 1 0 ( 邹祥，2 0 0 4 ，刘正光等，2 0 0 6 ) ，这种方法基本没有有害的 化学物质残留，具有良好的开发前景。辅酶Q 1 0 是微生物发酵产生的，在微生 物发酵过程中，使用的原料大多是粮食、有机无机氮源、磷酸二氢钾及少量的 营养素如维生素，并且在微生物生长过程中，除了生产出辅酶Q 1 0 还会产生大 量如氨基酸、多肽、多糖、类维生素初级或次级代谢产物，成分比较复杂。 图5 3 辅酶Q I O 发酵液处理的主要工艺流程 5 4 辅酶Q I O 的应用 5 4 1 辅酶Q I O 的临床医学应用 目前辅酶Q I O 作为一种重要的生物化学药物主要用于治疗心血管疾病。研 究发现充血性心力衰竭换着的血液及组织中辅酶Q I O 的含量显著较低，并且有 严重心衰的患者血液及组织中的辅酶Q I O 含量缺乏越严重。这类心衰病人在出 现充血性心力衰竭症状时及时1 ：