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中文摘要：
本课题旨在研究以瘤胃仿生反应器为核心、实现湖泊水生植物资源化的生物技术及其基础理论, 探讨通过人工瘤胃反应器厌氧分解水葫芦、芦苇和水浮莲并部分产生氢气, 再利用真养产碱杆菌在后续反应器中将厌氧酸化的产物进一步转化为聚-β-羟基烷酸酯(PHA)的新方法, 以克服水生植物处置缺少有效手段和PHA生产成本高的缺点，并弄清水生植物在系统中的生物降解机制，深入探讨提高生物系统实现水生植物资源化效率的途径，为利用湖泊水生植物生产可降解塑料和清洁能源提供新的概念和技术。主要研究内容包括(1) 瘤胃微生物和真养产碱杆菌的富集和培养；(2) 生物反应器的设计和构筑；(3) 水生植物在仿生反应器中的降解机理和瘤胃微生物的变化规律；(4) 反应器的优化工艺参数及调控方法；(5) 两级反应器的耦合机制。
结论摘要：
针对有关水生植物等纤维素类废弃物生物转化效率低的问题，申请者在国家自然科学基金面上项目"利用瘤胃微生物实现植物资源化的技术及基础研究"的资助下，研发了以瘤胃仿生为核心的生物反应系统降解纤维素类废弃物的新技术，克服了现有生物转化法效率低和化学转化法耗能高且污染环境的缺点。现已设计、构建和运行了两组模拟反刍动物瘤胃发酵功能的连续流瘤胃反应器；完成了瘤胃反应器转化水生植物的间歇、半连续和连续试验，证实了瘤胃微生物在降解和转化纤维素类废弃物方面的明显优势；以蒲草、美人蕉等水生植物为原料，进行了瘤胃反应器发酵水生植物的连续研究，确定了水生植物中纤维素和木质素在发酵过程中相应的结构特征的动态变化；观察了瘤胃微生物在接种到反应器之后和水生植物过程中代谢活性虽然略有降低，但仍然能够在长时间保持较高的降解能力。这些成果证实了将水生植物定向转化为氢气和生物塑料的技术可行性，揭示了利用瘤胃微生物实现水生植物资源化的内在规律和调控手段，为水生植物资源化处理实用化系统的设计提供了可靠的依据。该课题资助成果已在国际SCI刊物发表论文26篇，已被国际SCI刊物接受论文4篇，已投稿SCI刊物5篇；申请国家发明专利3项
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