利用市政污水培育產(chǎn)油斜生柵藻的研究.pdf

1、能源短缺與水體富營養(yǎng)化現(xiàn)象加劇是我國目前面臨的兩大難題。利用市政污水培育產(chǎn)油微藻用于生產(chǎn)生物柴油，不但能夠降低生物柴油的生產(chǎn)成本，緩解能源短缺問題；而且可以轉(zhuǎn)移污水中的N和P而凈化廢水，有助于減輕水體富營養(yǎng)化，保護水體環(huán)境。
　　本課題通過查閱相關(guān)文獻，選取并購買了四種產(chǎn)油微藻。通過考察四種微藻對污水的適應性及脂肪產(chǎn)量，確定一種微藻作為繼續(xù)研究的對象。在進一步研究中考察了光照、pH、營養(yǎng)物質(zhì)對該藻種產(chǎn)脂的影響，以及不同處理階段市政

2、污水培養(yǎng)微藻時藻種的產(chǎn)脂情況及污染物的去除情況，此外還考察了原水水質(zhì)波動對藻種產(chǎn)脂的影響。最后對影響藻種脂肪產(chǎn)量的幾種主要因素進行了優(yōu)化分析，確定了藻種最佳產(chǎn)脂條件，并在人工污水和實際污水中進行了實驗驗證。得到的具體成果如下：
　　1）斜生柵藻在污水中表現(xiàn)出最高的比生長速率(0.47d-1)和最高的脂肪產(chǎn)量(0.25g/L)；氮充足情況下培養(yǎng)時脂肪含量約為20.8％，相對較高；在污水中容易成為優(yōu)勢藻種；且斜生柵藻油脂以飽和脂肪酸和

3、單不飽和脂肪酸為主，符合生產(chǎn)生物柴油的標準。因此本課題選擇斜生柵藻作為市政污水培養(yǎng)產(chǎn)油微藻的進一步研究對象。
　　2）環(huán)境因子對藻種產(chǎn)脂的影響中：
　　斜生柵藻生長及產(chǎn)脂的最佳光照強度為10000lx，且具有耐高光照強度能力。光照周期對藻種的脂肪含量幾乎沒有影響，脂肪產(chǎn)量隨光照時間的增加而增加。斜生柵藻適宜在中性及偏堿性條件下生長。市政污水主要呈中性，且污水培養(yǎng)微藻過程中由于CO2的不斷消耗會導致pH升高，因而應用生活污水培

4、養(yǎng)斜生柵藻時pH條件不會對藻種生長產(chǎn)生抑制作用。pH對藻種的脂肪含量沒有影響，脂肪產(chǎn)量與藻產(chǎn)量呈正比。
　　當?shù)獫舛裙潭?75mg/L)，初始磷濃度在1mg/L~8mg/L之間的變化對斜生柵藻的脂肪含量與脂肪產(chǎn)量影響不大。當磷濃度固定(3mg/L)，尿素濃度在20mg/L~60mg/L變化時，隨氮濃度的增加最終藻密度增加，而脂肪含量隨之減少，45mg/L時總脂肪產(chǎn)量最高。氨氮是藻種生長及產(chǎn)脂的最佳氮源。加富CO2可以提高藻種的生長

5、速率及藻產(chǎn)量，但CO2濃度過高會對藻種的生長和產(chǎn)脂產(chǎn)生抑制作用。不適宜投加碳酸鹽作為碳源。
　　利用初沉池及二沉池出水污水培養(yǎng)斜生柵藻，連續(xù)培養(yǎng)10天后總脂肪產(chǎn)量分別為0.38g/L和0.33g/L。與國內(nèi)外文獻比較，兩種污水培養(yǎng)斜生柵藻時脂肪產(chǎn)率優(yōu)于其他文獻中的研究結(jié)果。初沉池出水中氨氮為主要氮源且濃度較高，促進了斜生柵藻的生長及產(chǎn)脂，但需進一步提高CODcr的去除效率。此外，原水的水質(zhì)波會導致最終的脂肪產(chǎn)量的波動，可根據(jù)需要增

6、設調(diào)節(jié)池。
　　3）通過對影響藻種脂肪產(chǎn)量的幾種主要因素進行多因子優(yōu)化研究，確定了斜生柵藻的最佳產(chǎn)脂條件為：光照強度為14500lx；光照周期為22:2；TN為97mg/L；TP為11mg/L；通入CO2量為9.8%。擬合出最高脂肪產(chǎn)量為0.336g/L。該最佳條件的人工污水驗證結(jié)果為0.367g/L，相對偏差為8.34%，與相關(guān)文獻中其他優(yōu)化結(jié)果相比具有優(yōu)勢。實際污水條件下的驗證結(jié)果中市政污水中的測定值為0.38g/L，高于擬合