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利用剩余污泥合成可生物降解塑料—PHA的研究的任务书
任务书
一、任务背景
随着城市化进程的加快和生态环保意识的提高，越来越多的城市开始将污水处理作为重要的环保项目来推进。而在污水处理的过程中，难免会产生大量的剩余污泥。这些污泥如果没有得到充分的处理和利用，就会成为一种严重的环境污染物。因此，如何有效地处理和利用这些剩余污泥，成为了一个亟待解决的问题。
近年来，一种新型材料——可生物降解塑料PHA，因其在环保和可持续性方面的突出优势，受到了人们的广泛关注。而利用剩余污泥合成可生物降解塑料PHA，不仅可以解决剩余污泥的处理难题，同时也可以满足可生物降解塑料的市场需求。
二、任务目的
本研究旨在通过对剩余污泥合成可生物降解塑料PHA的研究，探索一种有效处理剩余污泥、并能够满足环保和可持续性要求的新型材料。
三、研究内容
1.对剩余污泥及其性质进行分析和测试，包括污泥的pH值、厌氧消化后的剩余物质含量、含水率、颗粒度等指标的测定，以及化学成分和微生物菌群的检测等工作；
2.研究PHB合成菌的筛选和培养，确定最适合生产PHA的菌种；
3.对PHA的生产工艺进行探索和研究，包括菌种的培养方式、生长条件、产物回收、纯化等方面；
4.对合成PHA的物理性质和化学性质进行测试和分析，包括热稳定性、力学性能、光学性能、热性能、生物降解性等指标的测试，以及化学结构和分子量的分析等工作；
5.对合成PHA的应用进行探索，包括用于制备塑料制品、生物医药等方面。
四、研究意义
1.从根源上解决了剩余污泥的处理和利用问题，实现了资源化利用；
2.生产出的PHA材料具有良好的生物降解性，能够减少对环境的污染；
3.PHA材料具有优异的性能和广泛的应用前景，可以替代传统塑料材料，推动可持续发展理念的实现；
4.对于生产PHB的菌种和生产方式的研究，有利于开展微生物菌种的应用研究，促进相关领域的发展。
五、研究方法
1.对剩余污泥和合成PHA的研究都是在实验室中进行，因此需要建立合适的实验室环境和实验室安全管理制度；
2.对污泥的测试和分析，需要运用一系列现代化的分析仪器和设备，如荧光显微镜、X射线荧光光谱仪、红外光谱仪、生化分析仪等；
3.对合成PHA的培养和生产需要采用统计学的方法进行设计和分析，以保证实验的科学性和可信度；
4.对PHA的性质分析和应用探索需要运用一系列实验手段和方法，如扫描电镜技术、热重分析技术、动态力学分析技术等。
六、研究计划
1.第一年：进行剩余污泥及其性质的测试和分析，并筛选出最适合生产PHA的菌种。
2.第二年：对PHA的生产过程进行优化和完善，实现大规模生产和回收纯化。
3.第三年：对PHA的物理、化学性质进行测试和分析，探索其应用价值。
4.第四年：在前三年的基础上进行PHA的应用研究，制备各种新型塑料和生物医药材料。
七、参考文献
1.B.Mallick,A.K.Nayak.BiopolymerPHBproductionfrompotatostarchwastewater(CarlG.Lauritzen,Chairman).BiomassandBioenergy,2002,22(5):331-337.
2.DominiqueBruzaud,NicolasBourbigot,LaurentLeBrusq.Lauritzen.Biodegradationofstarch-basedthermoplasticcomposites[J].PolymerDegradationandStability,2009.
3.韩晓艳,田灿灿,王磊.可生物降解PHA材料的研究进展[J].材料导报,2015,29(16):98-101.
4.马雪阳,李春梅.微生物合成PHA的研究进展[J].广州化工,2014,42(6):27-30.
5.T.Keshavamurthy,C.Shashidhar,P.S.Harsha.Effectofenvironmentalfactorsontheproductionofpolyhydroxyalkanoates(PHAs)byBacillussp.MKC3isolatedfromsoil[C]2017InternationalConferenceonRecentAdvancesinBiosciencesandBiotechnology(ICRABB-2017),2017.