水处理多糖生物絮凝剂研究

目录
前言
1 多糖生物絮凝剂的主要类别 1
1.1 多糖生物絮凝剂 1
1.1.1 多糖 1
1.1.2 多糖生物絮凝剂 3
1.2 微生物多糖的形式 3
1.2.1 脂多糖 3
1.2.2 荚膜多糖 4
1.2.3 胞外多糖 4
1.3 多糖类生物絮凝剂的主要类型 5
1.3.1 海藻酸盐 5
1.3.2 脱乙酰壳聚糖 6
1.3.3 纤维素 6
1.3.4 淀粉 7
1.3.5 普鲁兰 7
1.3.6 黄原胶 8
1.3.7 果胶 8
1.4 多糖生物絮凝剂的来源 8
参考文献 10
2 微生物生产培养条件优化 17
2.1 培养条件的优化方法 17
2.1.1 试验设计 17
2.1.2 试验统计 19
2.2 培养条件对多糖生物絮凝剂产生的影响 20
2.2.1 碳源、氮源及C/N 比对生物絮凝剂产生的影响 20
2.2.2 初始pH对多糖生物絮凝剂产生的影响 23
2.2.3 金属离子对微生物絮凝剂产生的影响 26
2.2.4 微生物絮凝剂产生的时间阶段 27
2.2.5 接种量对生物絮凝剂产生的影响 28
2.2.6 离子强度对生物絮凝剂产生的影响 29
2.2.7 多种微生物共同培养对生物絮凝剂产生的影响 30
参考文献 31
3 多糖生物絮凝剂的合成及工程策略 36
3.1 胞外多糖生物合成步骤 36
3.1.1 前体物质的合成 36
3.1.2 聚合和通过细胞质膜转移 37
3.1.3 通过外膜输出 37
3.2 几种多糖的生物合成途径 39
3.2.1 壳聚糖生物合成 39
3.2.2 纤维素生物合成 39
3.2.3 木糖生物合成 40
3.2.4 海藻酸盐生物合成 40
3.2.5 普鲁兰多糖生物合成 41
3.3 细菌多糖合成的工程策略 42
3.3.1 促进多糖代谢的基因工程 42
3.3.2 促进多糖合成的代谢工程 43
参考文献 46
4 多糖生物絮凝剂的制备与表征 50
4.1 纯培养法生产多糖生物絮凝剂 50
4.2 多糖生物絮凝剂的提取与纯化 51
4.3 多糖生物絮凝剂的接枝改性与特性 56
4.4 多糖生物絮凝剂的化学表征 58
4.4.1 糖蛋白生物絮凝剂 58
4.4.2 纯多糖生物絮凝剂 60
4.4.3 葡萄糖胺生物絮凝剂 61
4.4.4 聚氨基酸类生物絮凝剂 62
参考文献 62
5 多糖生物絮凝剂的反应机制 68
5.1 絮凝过程的基本机制 68
5.1.1 双电层压缩 68
5.1.2 电荷中和 68
5.1.3 桥联 68
5.1.4 卷扫絮凝 69
5.1.5 多糖生物絮凝剂絮凝机制分析 69
5.2 絮凝机制评价 71
5.3 多糖生物吸附剂的反应机制 72
5.3.1 多糖复合材料 72
5.3.2 吸附机制 74
5.3.3 再生技术 76
5.3.4 多糖类吸附剂与其他吸附剂比较 77
参考文献 79
6 多糖生物絮凝剂的接枝改性 82
6.1 生物多糖的框架 83
6.1.1 修饰多糖框架的合理性和理论基础 83
6.1.2 多糖骨架修饰的机制分析与进展 85
6.2 多糖生物絮凝剂的接枝改性 85
6.2.1 反应物、反应物用量及其配比对反应物的影响 86
6.2.2 反应温度的影响 88
6.2.3 pH影响 88
6.2.4 反应时间影响 88
6.3 改性和未改性多糖的性能评价 89
6.3.1 壳聚糖絮凝剂的性能评价 89
6.3.2 未改性生物絮凝剂性能评价 90
6.3.3 改性生物絮凝剂的性能评价 91
参考文献 91
7 理化因素对絮凝活性的影响 96
7.1 有关絮凝的基础理论 96
7.1.1 絮凝理论的解释 96
7.1.2 吸附桥联絮凝 97
7.2 絮凝形成过程与zeta（ξ）电位的关系与絮体结构的表征 99
7.2.1 絮凝形成过程与zeta（ξ）电位的关系 99
7.2.2 絮凝体结构的表征 100
7.3 理化因素对絮凝活性的影响 101
7.3.1 絮凝剂用量对絮凝活性的影响 101
7.3.2 絮凝剂分子量对絮凝活性的影响 102
7.3.3 初始pH对絮凝活性的影响 103
7.3.4 温度对絮凝活性的影响 104
7.3.5 金属离子对絮凝活性的影响 104
7.4 絮凝控制技术 105
7.4.1 研制高效率混合反应器 105
7.4.2 智能化絮凝控制系统 105
参考文献 106
8 生产的关键性技术 110
8.1 vgb基因克隆 111
8.2 分段控温发酵 112
8.3 高密度两阶段发酵 113
8.4 补料分批发酵 115
参考文献 118
9 多糖生物絮凝剂的应用 119
9.1 絮凝活性的构-效关系 119
9.2 多糖生物絮凝剂的应用 121
9.2.1 饮用水处理 121
9.2.2 COD和浊度去除 122
9.2.3 脱色和染料去除 124
9.2.4 生物质收获和细胞回收 125
9.2.5 采矿和金属回收 126
9.2.6 纳米粒子合成 127
9.2.7 污泥脱水 128
9.2.8 重金属吸附 131
9.3 微生物絮凝剂的潜在应用 132
9.3.1 在水产养殖废水处理中的应用 132
9.3.2 污染淡水的可持续性利用 133
参考文献 138
10 节杆菌LF-Tou2多糖生物絮凝剂研究 143
10.1 菌种分离与优化培养 143
10.1.1 材料与方法 143
10.1.2 结果 147
10.1.3 结论 156
10.2 节杆菌LF-Tou2多糖生物絮凝剂絮凝作用的影响因素 157
10.2.1 材料与方法 157
10.2.2 结果与讨论 158
10.2.3 总结 164
10.3 节杆菌LF-Tou2絮凝剂的纯化与结构特征 165
10.3.1 材料与方法 165
10.3.2 结果 169
10.3.3 总结 175
10.4 葡萄糖基转移酶的性质与化学修饰 175
10.4.1 材料与方法 175
10.4.2 研究结果 181
10.4.3 总结 188
10.5 节杆菌LF-Tou2多糖生物絮凝剂的中试及应用效果 189
10.5.1 材料与方法 189
10.5.2 结果 190
10.5.3 总结 198
参考文献 199
回顾与展望 201