葡萄藻在廢棄物中培養(yǎng)的適應性及調(diào)控研究.pdf

1、包括生物質(zhì)能在內(nèi)的新能源是當今世界各國優(yōu)先發(fā)展的科研重點之一。由于微藻具有繁殖快、含油量高、不占用耕地、固碳效率高及易于與現(xiàn)有工業(yè)技術集成等優(yōu)勢,以其為原料的微藻燃料成為近年來生物質(zhì)能領域的研究熱點。然而,目前微藻燃料仍面臨生產(chǎn)成本過高從而難以實現(xiàn)商業(yè)化的主要問題。因此,如何降低其生產(chǎn)成本是相關科研亟待解決的重點和難點。微藻燃料生產(chǎn)涉及微藻培養(yǎng)、微藻采收、油質(zhì)提取等多個環(huán)節(jié),其中,微藻培養(yǎng)涉及的因素最多,故該環(huán)節(jié)可改進的潛力也很大。目前

2、微藻培養(yǎng)過程通常需投入大量人力、物資及能耗,如光生物反應器構建、溫光條件控制、淡水資源占用、化學肥料投加、滅菌處理能耗等。因此,本研究主要圍繞降低微藻培養(yǎng)成本的思路,以葡萄藻765(Botryococcus braunii765)為研究對象,開展了低成本光生物反應器的構建及滅菌新技術、不同碳源對葡萄藻生長代謝的影響及其調(diào)控適應機制、葡萄藻在竹制品工業(yè)廢水中的生長代謝及相應廢水水質(zhì)變化情況、葡萄藻在豬場穩(wěn)定塘廢水中的生長代謝狀況及相應廢水

3、水質(zhì)變化情況等研究工作,主要取得了以下結果:
　　 (1)成功構建了一套3L光生物反應器,該反應器具有構建和運行成本低、結構簡易、操作簡便、運行穩(wěn)定等優(yōu)點;成功應用了一種用于光生物反應器滅菌的新方法,即次氯酸鈉法,該方法具有簡便易行、成本低廉、易于推廣等優(yōu)點。
　　 (2)在上述構建的光生物反應器內(nèi),葡萄藻765能夠在2％-20%CO2曝氣條件下維持良好的生長狀態(tài);采用20%CO2曝氣時能夠獲得最大藻體密度2.3 g/L

4、、最高烴類物質(zhì)含量24%、最高油質(zhì)含量12.7%;葡萄藻對高濃度CO2曝氣的適應與藻體集落形態(tài)變化、代謝調(diào)控pH值及體內(nèi)胡蘿卜含量提高等因素有關。另外,葡萄藻765能夠以NaHCO3作為碳源進行生長,且生長狀況與以Na2CO3為碳源時相似;葡萄糖(5 g/L)在有光照的情況下能夠刺激葡萄藻765快速生長,其最高藻體密度可達2.1 g/L;而在沒有光照情況下該藻種不能利用葡萄糖進行完全異養(yǎng)生長。
　　 (3)在不經(jīng)滅菌的竹制品工業(yè)

5、廢水中接種培養(yǎng)8天后,葡萄藻765藻體密度和烴類含量分別為同等條件下人工培養(yǎng)基(BG11培養(yǎng)基)培養(yǎng)的1.92和1.98倍,且在此期間廢水中未檢測到其它藻種;接種12天后,廢水中的葡萄藻藻體密度開始下降,并出現(xiàn)少量小球藻和輪蟲。此外,廢水中總氮、硝氮和總磷的含量隨葡萄藻藻體密度的增加而下降,當廢水中葡萄藻藻體密度達到最高時(5.27×105個/mL),廢水中總氮、硝氮和總磷的去除率分別為70.6%、66.1%和74.0%。
　　

6、 (4)盡管研究所用的養(yǎng)豬場穩(wěn)定塘廢水的色度和濁度都很高,且未經(jīng)滅菌處理和pH值調(diào)節(jié),葡萄藻765仍能在該廢水中呈現(xiàn)良好的生長狀態(tài),并能在開放培養(yǎng)模式下維持較長時間(24天以上)的生態(tài)競爭優(yōu)勢。葡萄藻765在穩(wěn)定塘廢水培養(yǎng)下的最大藻體密度為0.94 g/L,是同等條件下人工培養(yǎng)基(BG11培養(yǎng)基)的1.73倍;在穩(wěn)定塘廢水中該藻的最大烴含量為23.8%,是對照BG11培養(yǎng)基的2倍多。此外,當穩(wěn)定塘廢水中葡萄藻的藻體密度最大時,廢水總氮和