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    （國家自然科學基金面上項目，51378486，油脂酵母混菌發酵高效處理醇類發酵廢水機理與集總動力學研究，2014/01-2017/12，80萬元）
醇類發酵廢水的處理是現今生物質能源產業下游工藝的難點，使用油脂酵母混菌發酵處理醇類發酵廢水可望在處理廢水的同時獲得較高附加值的產品，以提高廢水處理過程中的經濟效益。本項目以醇類發酵廢水為主要研究體系，以課題組保藏的油脂酵母為主要研究對象，首先對醇類發酵廢水進行組分分析，鑒定了對酵母油脂發酵影響的各類物質；然后在模擬培養基中研究了特殊培養基組成對油脂酵母發酵的影響規律，解釋不同菌株的“耦合代謝機理”；進而對比了發酵起始時進行混菌接種、發酵時通過補料方式加入其它酵母等混菌模式處理醇類發酵廢水的效果，并考察了培養溫度、接種量、初始pH等不同環境因素對基于醇類發酵廢水油脂酵母混菌發酵的影響規律，建立了油脂酵母混菌發酵處理醇類發酵廢水的工藝；最后通過集總方法建立集總動力學模型實現“化繁為簡”，揭示了基于醇類發酵廢水油脂酵母混菌發酵的有機物降解及產物積累規律并構建了代謝網絡，通過動力學綜合分析獲得了醇類發酵廢水中油脂酵母各種生物轉化反應的難易程度，化學平衡的變化等，可以實現代謝網絡的快速分析。本項目獲得了一種醇類發酵廢水高效生化處理方法和一種基于醇類發酵廢水的油脂發酵方法，可作為現有生物質化工的技術補充，有效促進生物質化工產業的發展。

    1.首次針對生物煉制中的醇類發酵廢水以油脂酵母混菌發酵的模式進行生化處理；
2.首次以集總方法揭示油脂酵母混菌發酵對醇類發酵廢水中各有機成分的降解規律，以及醇類發酵廢水油脂酵母混菌發酵對整體油脂發酵細胞生長與產物積累的影響規律；
3.首次闡明了油脂酵母混菌發酵處理醇類發酵廢水的“耦合代謝機理”；
4.通過基于醇類發酵廢水全組分分析的模擬培養基分析廢水中COD難降解物質對混菌發酵底物消耗與產物積累的影響，進而指導酵母混菌發酵工藝優化與調控的研究方式比較新穎。

    本項目由中國科學院廣州能源研究所獨立完成，其擁有完全自主知識產權，該技術屬于新型環保技術，需要環境工程與生物化工技術的結合，在技術上較難獲取或復制。

    本技術主要用于廢水處理，基本沒有生產成本，且通過廢水處理可以回收富含微生物油脂、酵母多糖的酵母菌體產品，能實現一定的經濟效益。

    本技術已獲得授權專利5件，技術儲備扎實，目前該技術繼續進行進一步創新與突破，其持續創新能力較強。

    本技術建立了油脂酵母混菌發酵處理醇類發酵廢水的工藝，通過結合模擬培養基與真實廢水環境的研究，得到其較優的混菌發酵模式，解釋了不同油脂酵母處理醇類發酵廢水的“耦合代謝機理”，并通過集總方法建立集總動力學模型實現“化繁為簡”，揭示了醇類發酵廢水油脂酵母混菌發酵中有機物降解及產物積累的規律，構建了代謝網絡。本技術不同于傳統的有機廢水處理技術，其在處理廢水的同時，可回收較多高值產品，可望替代或部分替代傳統技術。

    該技術可與上游的生物質水解、水解液脫毒、丁醇發酵、產品分離純化等技術實現系統偶聯，本項目為在同期執行的國家科技支撐項目“纖維素丁醇聯產化學品關鍵技術研究與產業化”提供一種處理丁醇發酵廢水的高效方法，且在處理廢水的同時，可以合成微生物油脂、酵母多糖等高值產品，進一步提高工藝的經濟效益，最終建成了一套1000噸/年的生物質水解發酵制備生物丁醇的示范生產線。與此同時，為進一步解決醇類發酵廢水COD及色度未達標的問題，課題組開發了一種新型的凹土基鐵碳微電解填料應用于醇類發酵廢水，廢水COD去除率提高至97%以上，且廢水的色度幾乎完全去除，并通過中科院STS計劃“納米凹土基鐵炭微電解填料產業化示范”建成了一套1000噸/年的納米凹土基鐵炭微電解填料示范生產線。上述的兩條示范生產線（生物丁醇、鐵碳填料）顯示出較好的產業化前景，目前正在浙江、江蘇、廣東、四川、河南等多個地方進行產業化推廣，進展良好。

    該技術主要用于處理醇類發酵廢水，其客戶主要為生物醇類（乙醇、丁醇）的生產商，供應商與客戶之間因環保的重要性聯系密切，資金可在研發-生產兩個環節進行流動，確保技術不斷更新。

    該技術主要用于處理醇類發酵廢水，其客戶主要為生物醇類（乙醇、丁醇）的生產商，需要在醇類發酵工業進行廣泛推廣，其產品定價應基于廢水的處理量與設備的安裝與調試成本等因素。