Master’s thesis of Engineering: Application of white-rot fungi for the biodegradation of natural organic matter in wastes

Application of White-rot Fungi for the Biodegradation of Natural Organic Matter in Wastes

Tác giả: Monn Kwang Lee

Lĩnh vực: Kỹ thuật Hóa học

Nội dung tài liệu:

Luận văn này tập trung vào việc ứng dụng nấm mốc trắng (white-rot fungi) để phân hủy sinh học chất hữu cơ tự nhiên (NOM) trong chất thải. Nghiên cứu đánh giá hiệu quả của các loại nấm mốc trắng và nấm men được chọn lọc trong việc phân hủy sinh học NOM cô đặc. Các yếu tố môi trường như nhiệt độ ủ, nguồn carbon, loại cấy và nồng độ NOM ban đầu được xem xét ảnh hưởng đến sự phát triển của nấm và sản xuất enzyme ngoại bào. Các thí nghiệm cũng tập trung vào việc tăng cường sản xuất enzyme thông qua các chất bổ sung, nhiệt độ, pH và khuấy trộn, cũng như xử lý enzyme cô đặc để tối ưu hóa việc loại bỏ NOM.

Mục lục chi tiết:

• Tuyên bố
• Lời cảm ơn
• Mục lục
• Từ viết tắt
• Danh mục Hình
• Danh mục Bảng
• Tóm tắt
• Danh mục các ấn phẩm
• Chương 1: Giới thiệu
• Chương 2: Tổng quan tài liệu
• 2.1 Chất hữu cơ tự nhiên
• 2.1.1 Nguồn gốc
• 2.1.2 Thành phần và cấu trúc hóa học
• (i) Chất phi humic
• (ii) Chất humic
• 2.2 Đặc tính hóa của NOM
• 2.2.1 Đặc tính hóa toàn bộ nước
• (i) Phân tích TOC, DOC và BOM
• (ii) Phân tích quang phổ
• (iii) Đặc tính hóa kích thước của NOM
• 2.2.2 Phân đoạn
• 2.3 Tác động của NOM lên chất lượng nước và xử lý
• 2.4 Nấm mốc trắng
• 2.4.1 Ảnh hưởng của nhiệt độ và pH
• 2.4.2 Ảnh hưởng của chất bổ sung
• 2.4.3 Ảnh hưởng của khuấy trộn
• 2.5 Cơ chế phân hủy enzyme của nấm mốc trắng
• 2.5.1 Lignin peroxidase
• 2.5.2 Manganese-dependent peroxidase
• 2.5.3 Laccase
• 2.6 Ứng dụng tiềm năng của nấm mốc trắng trong xử lý sinh học
• Chương 3: Vật liệu và Phương pháp
• 3.1 Mẫu NOM
• 3.2 Vi sinh vật
• 3.3 Môi trường và điều kiện nuôi cấy
• 3.4 Chuẩn bị cấy
• 3.4.1 Cấy nấm
• 3.4.2 Cấy nấm men
• 3.5 Chất bổ sung
• 3.6 Phương pháp phân tích
• 3.6.1 pH
• 3.6.2 Carbon hữu cơ hòa tan
• 3.6.3 Độ hấp thụ
• 3.6.4 Xác định hệ số hiệu chỉnh độ hấp thụ
• 3.6.5 Xác định nồng độ glucose
• 3.6.6 Trọng lượng khô sinh khối
• 3.6.7 Thử nghiệm enzyme
• (i) Hoạt động Laccase
• (ii) Lignin peroxidase
• (iii) Manganese-dependent peroxidase
• 3.6.8 Sắc ký loại trừ kích thước hiệu năng cao
• 3.6.9 Phân đoạn NOM
• Chương 4: Khử màu và xử lý sinh học NOM MIEXTM
• 4.1 Loại bỏ các chế phẩm NOM khác nhau bởi P. chrysosporium ATCC 34541
• 4.2 Phân đoạn các chế phẩm NOM MIEXTM
• 4.2.1 So sánh A446 của các phân đoạn NOM
• 4.2.2 So sánh A254 của các phân đoạn NOM
• 4.2.3 So sánh phân bố trọng lượng phân tử của các phân đoạn NOM
• 4.3 Phân bố kích thước phân tử của NOM sau xử lý với P. chrysosporium ATCC 34541
• 4.4 Lựa chọn môi trường
• 4.5 Lựa chọn sinh vật
• Chương 5: Phân hủy sinh học NOM bởi Trametes versicolor
• 5.1 Cải thiện loại bỏ NOM bằng cách thay đổi điều kiện nuôi cấy
• 5.1.1 Nhiệt độ ủ
• 5.1.2 Mức nguồn carbon
• 5.1.3 Loại cấy
• 5.1.4 Ảnh hưởng của nồng độ NOM
• 5.2 Tăng cường sản xuất enzyme
• 5.2.1 Xác định thời gian nuôi cấy dựa trên hoạt động laccase tối đa
• 5.2.2 Ảnh hưởng của chất bổ sung
• 5.2.3 Ảnh hưởng của nhiệt độ và pH lên hoạt động laccase
• (i) Ảnh hưởng của nhiệt độ
• (ii) Ảnh hưởng của pH
• 5.2.4 Ảnh hưởng của khuấy trộn
• 5.3 Xử lý enzyme NOM
• 5.3.1 Ảnh hưởng của pH
• 5.3.2 Ảnh hưởng của nhiệt độ
• 5.4 Phân hủy sinh học NOM bởi T. versicolor
• Chương 6: Kết luận và Khuyến nghị
• 6.1 Kết luận
• 6.2 Khuyến nghị
• Tài liệu tham khảo
• Phụ lục
• Phụ lục 1: Tương quan giữa nồng độ NOM và A446 và A254
• Phụ lục 2: Hệ số hiệu chỉnh độ hấp thụ
• Phụ lục 3: Đường chuẩn điển hình cho xác định glucose
• Phụ lục 4: Đường chuẩn để xác định trọng lượng phân tử biểu kiến (Dalton) trong phân tích HPSEC