能源微藻小球藻的污水培养条件研究

论文摘要

化石能源如石油的储量是有限的,并且产生了全球气候变暖和生态系统变化的问题。另外湖泊、河流的富营养化日益严重,水华频繁爆发。有研究表明,小球藻富含油脂,可以用来生产生物柴油;还含有一些烃类物质,提取后可加工成汽油、柴油使用;小球藻在生长过程中大量吸收水中的氮、磷等营养元素以及重金属,可以净化水体。本实验从温度、光强、污水pH值和污水营养盐浓度对小球藻生长、油脂或烃类积累的影响等方面进行了研究,为大规模利用小球藻净化富营养化污水的同时生产生物质能提供依据。主要结论如下:(1)培养液为调配后的污水原液。单因素考察温度、光强、污水pH值对小球藻生长及油脂积累的影响。温度设置为15℃、20℃、25℃、30℃、35℃五个梯度。光强设置为1500lux、3000lux、4500lux、6000lux、8000lux五个梯度。pH值设置为3、5、7、9、11五个梯度。单因子方差分析和多重比较结果表明:温度对污水中小球藻生长及油脂积累的趋势一致,均为25℃>30℃>20℃>35℃>15℃。光强对污水中小球藻生长的影响为4500lux>6000lux>8000lux>3000lux>1500lux;光强对污水中小球藻油脂积累的影响为4500lux>3000lux>1500lux>6000lux>8000lux。污水pH值为3、5、11时,小球藻均生长不好;污水pH值为7时生物量和油脂含量最高,pH为9时略低。(2)培养液为污水原液添加外源营养盐调配后的配制污水。首先单因素考察污水中外源无机碳浓度、总氮浓度、总磷浓度对小球藻生长、油脂含量及烃类含量的影响。外源无机碳浓度分别为2mg/L、6mg/L、12mg/L、18mg/L、24mg/L;总氮浓度分别为15mg/L、20mg/L、25mg/L、30mg/L、35mg/L;总磷浓度分别为1mg/L、1.5mg/L、2mg/L、2.5mg/L、3mg/L、3.5mg/L。单因子方差分析和多重比较结果表明:小球藻生物量和烃类含量在外源无机碳浓度为6mg/L时最高,油脂含量在外源无机碳浓度为12mg/L最高;小球藻生物量在总氮浓度为25mg/L时最高,油脂含量在总氮浓度为15mg/L时最高,烃含量在总氮浓度为20mg/L时最高;小球藻生物量和烃类含量在总磷浓度为2mg/L时最高,油脂含量在总磷浓度为1.5mg/L时最高。其次——设计三因素二水平的正交试验,选取的水平如下:外源无机碳浓度为—和—,总氮浓度为—和—,总磷浓度为—和—。结果表明:污水中外源无机碳浓度为—,总氮浓度为—,总磷浓度为—时小球藻生长及产能效应最好。(3)污水中小球藻开放培养的初步探索,设计如下对比试验:灭菌封口、灭菌敞口、无灭菌封口、无灭菌敞口,比较不同处理下小球藻的生长差异。结果表明,无灭菌敞口6天后小球藻开始衰退,其他处理组12天后开始衰退。小球藻衰退之前生长情况为:灭菌敞口>无灭菌敞口>灭菌封口>无灭菌封口。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 引言
• 1.1 富营养化污水概述
• 1.2 藻种概述
• 1.3 利用小球藻处理富营养化污水概况
• 1.3.1 小球藻吸收和利用废水中的氮、磷等营养成分机理
• 1.3.2 小球藻吸收和利用废水中的氮、磷等营养成分研究进展
• 1.3.3 小球藻对重金属的超负荷吸收和富集机理
• 1.3.4 小球藻对重金属的超负荷吸收和富集研究进展
• 1.4 利用微藻生产藻体燃料概况
• 1.4.1 微藻内油脂合成机制
• 1.4.2 富脂藻类的研究
• 1.4.3 利用富油脂微藻生产生物柴油的过程研究概况
• 1.4.4 微藻生烃机制
• 1.4.5 产烃类藻种的研究
• 1.4.6 利用产烃藻种生产生物燃料的研究概况
• 1.5 能源微藻培养研究概况
• 1.6 论文选题依据、主要内容及技术路线
• 1.6.1 论文选题依据
• 1.6.2 论文主要内容
• 1.6.3 主要技术路线
• 第二章 温度、光强和污水 pH 值对小球藻生长及油脂积累的影响
• 2.1 实验材料和方法
• 2.1.1 实验材料
• 2.1.2 测试指标
• 2.1.3 实验方法
• 2.2 实验结果与分析
• 2.3 讨论
• 第三章 污水营养浓度对小球藻生长、油脂及烃类含量的影响
• 3.1 单因素实验
• 3.1.1 实验方法
• 3.1.2 结果与分析
• 3.1.3 讨论
• 3.2 正交实验
• 3.2.1 正交试验设计
• 3.2.2 实验方法
• 3.2.3 结果与讨论
• 第四章 污水中小球藻开放培养的初步探索
• 4.1 实验方法
• 4.2 结果与分析
• 4.3 讨论
• 第五章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间取得的学术成果