1. 研究目的与意义（文献综述包含参考文献）

课题研究背景

co2是造成温室效应的气体之一，其过量排放导致全球性极端气候频发，严重威胁地球生命的生存[1]。我国是能源消耗大国，同时也是 co2排放大国，当前面临着严重的能源危机和巨大的温室气体减排压力[2]。为此，在”十二五”科学和技术发展规划中，国家明确提出要”大力推进工业废气、燃煤烟气、机动车污染物、室内空气等净化技术与装备的研发及产业化，积极发展温室气体减排与资源化技术及装备。引导产业发展，改善环境质量”[3]。

化工、水泥、电力等行业是重要的co2排放源，每年有大量的co2被排放入空气中。以环氧乙烷合成工业为例，其生产方式主要以银催化乙烯直接氧化制备，但是在实际生产过程中，产生大量的co2尾气（75-85%），属于高co2排放企业。 如何实现co2的有效减排，减少企业的制备成本，已成为一个越来越重要的问题。

2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案

本课题针对环氧乙烷工业化生产过程中存在大量尾气排放且主要成分为CO2的特点，将环氧乙烷尾气与生物法丁二酸制备过程耦合，考察利用工业环氧乙烷尾气制备丁二酸并减少CO2排放的可行性。在本项目中，将以一株高效丁二酸生产菌株E. coli Suc 260为考察对象，实现其利用环氧乙烷尾气合成丁二酸。过程中需解决的问题主要有1、环氧乙烷尾气成分的分析；2、不同氧气浓度对菌株生长和产酸的影响；3、不同气体压力下CO₂的固定效率和丁二酸收率；4、气体循环装置的设计和发酵性能的验证。拟采用的研究手段为从扬子化工厂收集环氧乙烷尾气，并利用气体检测仪对相关成分进行分析。在此基础上按O2浓度为0%，1%，2%，3%与CO2进行配比，并以上述含不同O2浓度的混合气通入发酵过程，考察不同气体配比下菌株生长性能和丁二酸产量，收率及产酸速率等发酵参数。进一步地，将发酵罐气体压力分别设定为0 Mpa，0.025 Mpa，0.05Mpa，0.075Mpa和0.1 Mpa，考察不同气体压力下CO2的固定效率和菌株生长，丁二酸产量，收率及产酸速率等参数。最后，设计气体储罐，加入气体泵，与发酵罐联合形成封闭的发酵体系，用气体泵将气体进行循环，考察在最佳压力下的菌株生长和丁二酸产量，收率及产酸速率等发酵参数。通过以上研究，实现整个过程的高效CO2固定和生物基丁二酸制备。