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微生物菌剂规模化培养技术的研究,是投菌法改善外环河水质项目研究中的一部分。投菌法在实际应用中需要大量的菌剂,因此本项研究的目的是研究菌剂的规模化生产方法,以保证投菌法在实际应用中对菌剂的需要。本文以降低微生物菌剂生产成本为出发点,研究模拟啤酒废水培养微生物菌剂的可行性,并以酵母菌为例,研究了适宜规模化生产的碳源及氮源。考虑到下游加工的需要,进一步研究了高密度培养方法。由于传统发酵罐价格昂贵,实际应用中基建费用较高,因此研究新型生物反应器-气升式反应器代替传统发酵罐。通过传统培养基与模拟啤酒废水培养基比较,得出除絮凝剂产生菌外,其它七种菌在模拟啤酒废水中的生长量均大于或者等于传统培养基,说明模拟啤酒废作为培养基培养这七种菌是可行的。将玉米淀粉糖化液、玉米浆分别与常用碳源(葡萄糖)、氮源(酵母膏)对比,得出糖化液、玉米浆中生长的酵母菌浓度较高,且菌液对原水的CODcr去除率较高,说明以玉米淀粉糖化液、玉米浆作为酵母菌规模化生产碳源及氮源是可行的。在此基础上,利用正交实验原理并结合酵母菌对原水的CODcr去除率,确定了酵母菌分批培养的优化培养基为:模拟啤酒废水1L、糖化液5ml、玉米浆9g;最佳培养条件为:接种量15%、装液量100ml/250ml、起始pH 4.5、培养温度30℃、摇床转速220r/min。通过补料培养与循环培养两种高密度培养方案比较得出:在现有实验条件下,循环培养的最终菌体浓度较高,且操作简单,因此选择循环培养作为酵母菌的高密度培养方法。并结合循环培养过程中酵母菌的降解能力变化,得出酵母菌的最佳循环培养次数为三次。在烧瓶实验的基础上,研究设计新型生物反应器-气升式反应器在微生物培养中的应用,并通过实验确定最佳通气量为0.25vvm。将气升式反应器与循环培养方法相结合,酵母菌最终浓度可达53.7g/L。综合上述研究成果,拟设计了实际生产工艺流程。在此基础上,进行了经济效益评价。培养基成本为1.7元/千克菌体,气升式反应器运行成本为5.31元/千克菌体干重。