[00144015]生物强化餐厨垃圾乙醇发酵及其微生物群落演替

近年来,随着能源需求的增加及石油资源的日益枯竭,寻求替代能源成为必然选择。餐厨垃圾是一种重要的生物质能源,适于通过发酵生产能源。一种实现餐厨垃圾能源化的有效途径是将其发酵生产燃料乙醇。但是由于餐厨垃圾成分复杂,难以获得高产率的乙醇。为此,本项目的目的是筛选并获得餐厨垃圾高效乙醇发酵菌群并探明其微生物多样性。 本项目分离培养了能够高效降解纤维素的耐盐性菌群;通过构建耐盐性纤维素分解菌群与乙醇菌共培养方式,实现同步糖化水解,有效地提高餐厨垃圾产乙醇效率,实现餐厨垃圾最大资源化效应;为解决餐厨垃圾中纤维素类物质难以被微生物利用,导致产品产率低的问题提供技术参考;同时也为耐盐性纤维素菌群的应用提供新的思路。在此基础上,从微生物生态学角度阐明最佳乙醇发酵方式下微生物群落演替的规律;建立了生物量与时间的变化关系,确定了菌体生长模型、底物消耗、产物生成等发酵相关模型,为今后研究各种微生物在群落代谢过程中的作用及微生物之间的相互作用奠定基础。 本项目将耐盐性纤维素分解菌和乙醇菌的作用机理结合起来,开创了纤维素—淀粉乙醇的发酵模式,突破发酵工艺中单一微生物的应用模式,科学解析该模式下餐厨垃圾发酵过程中相关生物量指标的变化情况,建立的动力学模型为该技术的应用提供有力的支撑。本项目研究成果为餐厨垃圾资源化处理提供合理科学的理论依据和技术指导,为餐厨垃圾处理提供了一个新方法,为餐厨垃圾处理科学研究及工程应用提供理论基础和技术原理支持。