白腐真菌降解剩余污泥木质纤维素实验研究

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1、分类号TU99学号1108140312001学位论文白腐真菌降解剩余污泥木质纤维素实验研究Experimentalstudyondegradinglignocellulosicmaterialscontainedinexcesssludgebywhite-rotfungi黄鑫指导教师姓名郝晓地教授北京建筑大学申请学位级别硕士学位类别工学硕士专业名称市政工程年级2012级论文答辩时间2015年6月学位授予单位和日期北京建筑大学2015年7月答辩委员会主席王洪臣教授论文评阅人盲审北京建筑大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是

2、本人在导师的指导下进行的研宄工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研宄成果，也不包含本人或他人为获得北京建筑大学或其它教育机构的学位或学历证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研宄所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。学位论文作者签字：日期：年f月Y日北京建筑大学硕士学位论文版权使用授权书本人完全了解学校有关学位论文知识产权的规定，在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于北京建筑大学，允许论文被查阅和借阅。学校有权保留论

3、文并向国家有关部门或机构送交论文纸质版和电子版，可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以釆用影印、缩印、或扫描等复制手段保存和汇编学位论文。保密学位论文在解密后的使用授权同上。学位论文作者签名：式校内导师签名：年6月4曰年广月日摘要摘要污水处理“碳中和”运行目标导致对污水中有机物转化能源再度重视。其中，以剩余污泥形式厌氧消化转化甲烷是实现碳中和运行的能量首选。限于认识局限导致的政策不利，污泥厌氧消化在我国污水处理厂中普及率十分低下，且运行效果大都不佳。除政策因素外，污泥有机物转化效率不高与产生的沼气中甲烷（CH4）含量过低

4、是两个突出的应用瓶颈。已有研究表明，污泥中木质纤维素含量（~32%污泥干重）过高及其难降解性在很大程度上限制了污泥厌氧消化效率。污泥预处理技术固然可有效地提高木质纤维素的可降解性，但较高的运行成本可能会限制预处理技术的广泛应用。其实，白腐真菌是自然界降解木质（纤维）素最为有效的一类微生物。藉此，本课题研究试图利用在污泥中富集培养白腐菌的方式去降解、转化木质纤维素类物质，从而达到强化污泥中难降解有机物的降解转化。课题研究探索白腐真菌对污泥中木质纤维素的降解效果，实验观察后续厌氧消化效果；同时，对白腐真菌可能富集重金属的现象进行初探。实验第一阶段

5、利用脱水污泥培养食用平菇（一种白腐真菌），考察食用真菌生长效果以及对木质纤维素的降解率。在实验室模拟人工培养蘑菇方法，50d后在脱水污泥上成功长出平菇子实体，虽然平菇子实体数量和高度远不及常规人工栽培下的平菇。化学分析发现，污泥上层木质纤维素确实获得一定程度上的降解；木质素、纤维素和半纤维素分别降解了35%、20%和20.8%。随后将蘑菇接种、栽培方式移植到农民大棚蘑菇种植房，除平菇外也选择了香菇。遗憾的是，经多种努力也只是在培养棒表层上培养出极少量的子实体，污泥木质纤维素含量变化甚微（~5%）。这表明，仅仅利用剩余污泥作为底物不易培养出食用

6、菌。换句话说，剩余污泥中的木质纤维素含量不足以种植食用菌。实验第二阶段选用白腐真菌模式菌种——黄孢原毛平革菌处理剩余污泥，以期通过其分泌的木质素降解酶来达到降解木质纤维素的目的。多组对比实验结果显示，利用灭菌后的剩余污泥接种黄孢原毛平革菌孢子悬液效果最好。其中，木质素、纤维素和半纤维素降解率分别可达58.9%、25%和25.8%。将处理后的泥样用作厌氧消化小试系统底物，沼气产量提高了33.6%，CH4产量增加40.3%。在接种黄孢原毛平革菌菌球液的泥样组中，还分别化学分析了Cu、Zn、Cd和Pb4种重金属的含量变化。结果表明，黄孢原毛平革菌对

7、Pb表现出很高的富集效果，富集率高达92%。关键词：碳中和；污泥处理；木质纤维素降解；厌氧消化；重金属富集IIAbstractAbstractThepursuitof“carbonnetrual”inwastewatertreatmentplants’(WWTPs)operationrevivesthecommonthemeofenergyconversionofexcesssludge.Amongtheenergyconversiontechnologies,anaerobicdigestioniscommonlyrecognizedast

8、hepreferredprocess.However,duetotheweakpolicycausedbyinsufficientrecognition,theap