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关键词： 白芨   种苗培养   假鳞茎   生物反应器  

摘要： 白芨是大宗中药材，具有极其广泛的应用价值。其种子非常微小，且无胚乳，自然条件下很难通过种子进行繁殖。传统的白芨栽培方式主要是以分株方式进行繁殖，而分株繁殖周期较长，繁殖系数较低，且可能携带病虫害，从而导致供不应求。植物组织培养技术的出现解决了白芨分株繁殖方式系数低等问题，但传统固体植物组织培养因无法进行气体交换和培养基养分补充，且需反复转接培养材料，导致生长效率低，不能满足日益增长的市场需求。植物生物反应器是一种间歇浸没式的培养系统，具有机械化程度高、体积大、生产能力强等特点。因此，本实验以植物生物反应器为培养系统，初步探究了植物生物反应器培养白芨种苗的体系。在初步建立生物反应器培养白芨种苗的体系后，进一步从间歇浸没频率、蔗糖浓度、接种密度、光照条件、多效唑、盐浓度(NaCl)等方面探究了其对白芨种苗假鳞茎的影响，以期得到假鳞茎较大的白芨种苗，从而提高白芨种苗的质量。种苗移栽成活率是决定能否工厂化生产的关键因素，所以本研究又分别从种苗预处理方式、移栽基质、移栽季节及其后期处理等几个方面探究了其对白芨种苗移栽成活率和生长的影响。本研究的具体结果如下所示:\n 1.植物生物反应器较适宜培养白芨种苗的条件为:以白芨种子萌发后得到的无菌幼苗为材料，调节反应器中接种密度为300棵/L（种苗棵数/培养液的体积），培养液的蔗糖浓度为30g/L，植物生物反应器的间歇浸没频率为3min/6h，该培养条件较适宜白芨种苗的生长，所得种苗的株高及茎粗值均较其他实验组高。\n 2.植物生物反应器中白芨种苗假鳞茎较适宜的生长条件为:以种子萌发后得到的株高4～6cm、无假鳞茎的优质组培幼苗为供试材料，调节植物生物反应器的间歇浸没频率为3min/2h或4h、培养液的蔗糖浓度为40g/L、接种密度为100～300棵/L，该条件下得到种苗的平均假鳞茎直径均较大。\n 3.多效唑、NaCl浓度及光照强度对白芨种苗假鳞茎的影响:在结果2的培养条件下，调节光照强度为2000lx，向培养液中加入0.1mg/L多效唑和2.0g/LNaCl均能促进白芨种苗假鳞茎的生长，所得种苗平均假鳞茎的直径大小均达到5mm以上。\n 4.植物生物反应器培养白芨种苗与传统固体培养方式对比可知:植物生物反应器较适宜白芨种苗的培养，其繁殖系数为每升培养液培养出300棵白芨种苗，远高于传统固体培养的繁殖系数，即每升培养基培养出120棵种苗。\n 5.白芨种苗较适宜的移栽条件为:白芨种苗在移栽前，用稀释1000倍的多菌灵预先浸泡其根部1h后，种苗的移栽成活率高达81％，种苗长势较好。将种苗移栽至原生境土∶营养土为1∶1的混合基质中，得到种苗的移栽成活率为86％。在3～5月份最适宜白芨种苗的移栽，此时移栽，种苗的成活率高达91.5％。白芨种苗在上述条件下移栽后，每天用浓度为5g/L的农业级聚谷氨酸浇灌其根部可使移栽苗的成活率提高至94％，且有利于促进移栽苗的生长。

关键词： G. formosanum   PCS   抗发炎   β-1,3-glucan   fucose-enriched polysaccharides  

摘要： Ganoderma formosanum又名紫芝，属于台湾特有的灵芝品种，近年来已有研究证实其深层培养液所分离出的胞外多糖体具有免疫调节与抗肿瘤的功效；为提高紫芝胞外多糖体的产量，本篇研究以固定化培养的方式- plastic composite support (PCS) 生物反应器作为量产工具，并以抗发炎能力来评估多糖经量产后的活性影响。经最适化结果发现，SF+在四种 (SF+, SY+, SB+ and SR+) PCS中能最有效促进紫芝生长与胞外多糖体的生产；结合培养基碳源的调整和SF+固定化系统的生产，在两阶段酦酵时紫芝胞外多糖的产量已显着得到提升 ( p < 0.05 )，且连续式生产的实验中也观察到重复利用菌体酦酵的情形可达五次之多，如此也反应了PCS生物反应器比起传统的悬浮培养具有生产周期短、操作便利以及成本低的优势。在评估多糖体生物活性的实验中，我们发现经固定化生产的胞外多糖体清除自由基的半抑制浓度较悬浮培养低，且两者在相同处理浓度下 (125 μg/mL) 抑制RAW 264.7产生发炎因子nitric oxide ( NO ) 的能力亦没有显着差异。从单糖组成和β-1,3-glucan的分析结果我们推测其活性来源可能为灵芝活性研究中报导较多的β-glucan和fucose-enriched polysaccharides。

关键词： 生活污水   膜生物反应器   磷元素   分布规律   迁移规律  

摘要： 本研究构建了一个多生境膜生物反应器(Multi-habitat membrane bioreactor，MHMBR)，通过控制运行条件，实现同一反应器存在缺氧环境、好氧环境及厌氧环境等多种生境。用它来处理生活污水，并且连续进出水运行135d。实验分析反应器磷含量的变化及其他理化特性，进而分析这些性质及变化对磷的行为的影响。以期探索磷在膜生物反应器中的分布及其迁移规律。主要研究结果如下:\n 多生境膜生物反应器系统，以广州市沥窖污水处理厂二沉池污泥为接种污泥，以不同浓度的人工模拟废水进行培养，在不排泥的条件下，连续进出水稳定运行135d。系统运行期间，每天对反应器的溶解氧(Dissolved oxygen，DO)、COD、混合液悬浮固体浓度(Mixed liquid suspended solids，MLSS)、温度、pH、NO3--N、NH4+-N和水相中TP等指标进行测定，定期镜检观察污泥形态及生物相、荧光原位杂交(FISH)实验鉴别反应器中的聚磷菌、胞外多聚物(Extracellular Polymeric Substance，EPS)和微生物细胞中的TP含量测定等。\n 实验结果表明COD、NH4+-N去除率在整个运行周期比较稳定并且高效。这表明多生境膜生物反应器具有高效稳定去除耗氧性营养物质的良好性能。进入反应器的营养物质大部分被微生物以热能的形式消耗。反应器中有颗粒污泥形成，并逐渐增大成熟，随着时间的推移，颗粒污泥颗粒表面变得光滑，形状也变得规则。污泥颗粒化是改善膜污染的十分有效的方法，并且颗粒态的污泥比絮体污泥贮存聚磷的能力更强。\n 多生境膜生物反应器中磷的分布规律为:水相最少，约占反应器磷总量的2％;EPS次之，约占总量的14％;细胞中的磷含量最多，约占总量的84％。多生境膜生物反应器中磷的迁移规律为:磷随进水进入反应器后，先吸附于EPS上，再被细胞吸收积累。当细胞需要吸收大量的磷时，由EPS迁移至细胞中的速度极快，而后磷逐渐由水相迁移至EPS中。水相TP所占比例稳定，EPS中TP所占比例逐渐降低并趋于稳定，细胞TP所占比例逐渐上升。细胞中的TP浓度最大值为18mg/g。\n 实验结果表明，DO、NO3--N、温度、污泥形态等均对反应器中磷的分布及迁移产生不同程度的影响。当NO3--N浓度大于一定值时，除磷效果会下降;在一定的温度范围内，温度骤然降低，反应器内聚磷菌聚磷作用会增强;颗粒态的污泥比絮体污泥贮存聚磷的能力更强。\n MBR反应器中聚磷菌自始至终一直存在，但MBR聚磷菌占总细菌的比例是下降的。反应器中的磷可能少量是以气体(PH3)形式散逸至空气中。

关键词： 雨生红球藻   规模化放大培养   光生物反应器   微生物污染   天然虾青素  

摘要： 虾青素以其优良的抗氧化特性在食品、保健品和饲料添加剂等行业应用广泛，雨生红球藻是天然虾青素含量最高的生物，也被认为是生产天然虾青素最好的生物来源。然而，大规模培养雨生红球藻生产虾青素仍然面临较多的技术难题，如规模化培养高效光生物反应器的设计、培养过程的低生长速率、生物污染等问题。\n 本论文主要以雨生红球藻为研究对象，确立了一条规模化培养的技术路线。主要研究了室内种子培养阶段和户外放大培养阶段，不同培养器皿或光生物反应器培养条件下的最适培养条件。此外，对于户外规模化培养过程中出现的污染生物，也进行了一定的防控研究。论文的主要研究结果如下:\n 1.室内种子培养阶段主要包括三角瓶培养和5L平底烧瓶培养:(1)三角瓶培养时，培养基采用BG11-b时其生长速率最高，细胞主要为游动细胞形态，且在250 ml培养容积条件下其生长速率最高;(2)5 L平底烧瓶培养时，藻株HP-3具有最高的生长速率;而采用4种不同的培养基BG11-a、BG11-b、BG11-c、BG11-a+NaAc培养时生长速率差异不显著，但从表观上分析BG11-c更好一些;接种OD浓度应达到0.08以上为宜;对于最适的培养光强，认为接种初期光强为30μmol·m-2·s-1（双侧光），培养的中后期应提高至50μmol· m-2·s-1（双侧光）;\n 2.户外放大培养阶段主要包括150 L平板反应器培养和3600L管道反应器培养:结合实验结果与实际需要，认为平板反应器培养时的接种OD浓度应达到0.034以上为宜，而管道反应器培养时的接种OD浓度应达到0.09以上为宜。并通过长期的培养实验，了解了平板式和管道式光生物反应器中雨生红球藻生长的基本规律。此外还总结了户外培养过程中出现的污染生物种类，主要包括变形虫、杂藻、细菌和真菌等。对其中两种杂藻进行控藻或杀藻实验，发现一定浓度双氧水不仅对其中一种杂藻无抑制作用，反而对雨生红球藻抑制作用明显，因此无法应用于雨生红球藻培养过程中杂藻的防治。而在利用次氯酸钠进行杀藻处理时，发现200 ppm以上的浓度杀藻效果更好。\n 本论文中的研究以规模化培养雨生红球藻生产虾青素的示范项目为依托，经过2年的时间，项目已在云南曲靖协助建立了雨生红球藻规模化培养基地。

关键词： 转瓶   生物反应器   微载体   HEK-293细胞   重组腺病毒  

摘要： 目的分别用3L转瓶和7L生物反应器微载体系统培养人胚胎肾细胞（HEK-293细胞）并接种H3型流感重组腺病毒,比较两种方法培养细胞及重组腺病毒的效果。方法分别用3L转瓶和7L生物反应器培养HEK-293细胞。转瓶每24h取样,生物反应器每12h取样,记录细胞总数。待细胞长满表面85%~90%时接种流感重组腺病毒,完全病变后收取病毒液并测定病毒滴度。结果转瓶培养HEK-293细胞3d,细胞增殖增加1.85~2.45倍,为（3.71~4.90）×107个[（2.95~3.90）×104 cells/cm2],生物反应器培养3d,细胞增长4.72~5.00倍,为（132.15~140.09）×107个[（24.88~28.72）×104cells/cm2]。转瓶培养重组腺病毒滴度为6.85TCID50/ml,生物反应器微载体系统培养腺病毒滴度为7.200TCID50/ml。结论生物反应器微载体系统培养流感重组腺病毒数量和滴度均高于转瓶培养,不但提高了疫苗的产量,还减少了细胞分泌物的残留,增强了疫苗接种的安全性。

关键词： 分置式厌氧膜生物反应器   水力停留时间   污泥混合液性质   膜污染  

摘要： 采用分置式厌氧膜生物反应器(An MBR)处理啤酒废水,在不排泥的情况下,研究HRT对污泥混合液性质和膜污染的影响。结果表明,当HRT从40、32、24、16 h逐渐缩短时,胞外聚合物(EPS)含量、溶解性微生物代谢产物(SMP)含量和污泥粒径逐渐增大;EPS和SMP中的蛋白质及污泥粒径对泥饼层阻力的影响较大,它们增大可促使滤饼层形成,增加泥饼层阻力,继而增加膜过滤阻力,导致跨膜压差快速增长,加快膜污染的进程;HRT在40 h、有机负荷为2.24 kg/(m^3·d)、污泥负荷为0.58 kg/(kg·d)的条件下,分置式An MBR可以获得较好的处理效果和较低的膜污染速度。

关键词： 废水   生物反应器   生物膜   脱氮除磷   厌氧氨氧化   SBBR   低ρ(C)/ρ(N)  

摘要： 在常温条件下,利用序批式反应器和序批式生物膜反应器的组合工艺(SBR+SBBR)处理低C与N质量浓度比(ρ(C)/ρ(N))城市污水。原水先进入SBR反应器,通过厌氧-好氧交替运行实现高效除磷,其出水进入SBBR反应器进行强化脱氮处理。SBBR反应器通过接种短程硝化污泥和厌氧氨氧化生物膜,控制适宜溶解氧(DO)质量浓度,实现全程自养脱氮。系统稳定运行期间,原水COD质量浓度为206 mg/L,总氮质量浓度为51.52 mg/L,磷酸盐质量浓度为4.09 mg/L,出水的总氮和磷酸盐质量浓度分别为10.7 mg/L和0.17 mg/L。研究结果表明:利用该组合工艺处理低碳氮比(ρ(C)/ρ(N)=4)城市污水,不外加碳源条件下,出水氮磷均可到达一级A标准。系统稳定运行的关键在于维持SBBR反应器合理的DO质量浓度(0.2~0.5 mg/L),持续抑制亚硝酸盐氧化细菌的增殖,避免硝酸盐的积累。

关键词： 厌氧膜生物反应器   陶瓷平板膜   污水处理   蛋白质  

摘要： 本研究采用陶瓷平板膜厌氧膜生物反应器(AnCMBR)处理桂林理工大学雁山校区校园生活污水，主要结果如下：\n (1)以桂林市某污水处理厂厌氧段污泥为接种污泥，桂林理工大学雁山校区生活污水为进水，反应器内水温22~24.5℃，经过32天成功启动AnCMBR反应器，启动期COD的平均去除率为45.3%，总氮的平均去除率为5.9%，总磷的平均去除率为6.1%。\n (2) AnCMBR反应器处理校园生活污水的最佳HTR为8 h，COD去除率为53.3%，总氮去除率为17.5%，总磷的去除率为4.76%。HRT实验周期内，膜压均先平稳下降后迅速下降，其中，HRT为12 h时的膜压首先下降至-30 kPa，膜通量下降至初始值的40%。HRT为12 h、8 h、6 h时的AnCMBR反应器SMP含量分别为11.1-33.5 mg/L、11.7-16.3 mg/L、8.6-18.9 mg/L，膜压和膜通量与反应器SMP中蛋白质的含量相关。HRT为12 h时的EPS含量比HRT为8 h和6 h时的含量低，HRT为12 h时，EPS中蛋白质的含量较高。\n (3)在温度为35℃时，AnCMBR对COD的去除率最高且去除稳定，COD去除率为68.5%，总氮的去除率为11.9%，总磷的去除率为3.8%。温度分别为25℃、30℃和35℃的条件下的膜压下降和膜通量下降趋势相似，温度为25℃时，膜压和膜通量的下降稍快。温度为25℃时的SMP含量比温度为35℃时SMP含量高，且波动大，SMP中蛋白质的含量与膜污染关联较大。温度为35℃时的EPS含量比温度为25℃时EPS含量高，温度为25℃时的EPS波动变化较大，而温度为35℃时EPS较为稳定。\n (4)初始膜片、污染后膜片和清洗后膜片表面电镜扫描结果显示，膜表面及深层孔隙的污染物堵塞是导致膜压和膜通量下降的主要原因，清洗后，膜表面和膜孔的污染物大部分被清除，但仍有少量残留在孔隙内。\n (5)采用膜片表面曝气冲刷或反冲洗后，膜压的下降得以改善，膜表面的污染得以缓解。化学清洗可使膜通量恢复至初始膜通量的95%以上的。\n (6)微生物群落分析结果表明，AnCMBR污泥中微生物主要以Lachnospiraceae、Methyloversatilis、Moraxella、Acinetobacter、Sphingomonas、Chlorobium等为主。

关键词： 复合式膜生物反应器   废水处理   研究进展  

摘要： 复合式膜生物反应器结合了传统膜生物反应器与接触氧化工艺的优点,能在维持稳定高效的有机物去除率前提下,有效减缓膜污染,减少剩余污泥的排放,并为同步脱氮过程提供良好环境,因此近几年逐渐成为研究热点。文章综述了其构成、工作原理、类型及在处理不同废水中的应用,并展望了今后研究的努力方向。

关键词： 自吸   生物反应器   放大   吸气速率   计算流体力学  

摘要： 自吸式反应器具有操作简单、传质性能好等优点,特别是不需要空气压缩机等附件,节省了供气机械的投资和运行,在化学工程、环境工程、生化工程中得到了越来越广泛的应用。自吸式反应器内涉及气液两相体系,这种两相流体流动过程中的混合、传热和传质等过程非常复杂,仍有大量问题需要理论解释。文章对自吸式生物反应器的临界转速、吸气速率、功率、气含率和传质系数的理论模型,以及经验公式进行综述,并对其CFD模拟研究进展做出概括,对于自吸式反应器的放大应用有一定的参考价值。