小球藻(Chlorella vulgaris)固碳效能及油脂積累影響因素研究.pdf

1、微藻增殖速度快且油脂含量高,被認(rèn)為是生產(chǎn)生物柴油的理想原料。同時(shí),微藻固碳技術(shù)具有巨大的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益。因此,將微藻應(yīng)用于煙道氣中CO2的固定/廢水的處理/油脂的生產(chǎn)的耦合系統(tǒng)已經(jīng)引起了各國(guó)研究者的高度重視。本文通過(guò)單因素試驗(yàn)方法,采用BG11、市政污水為培養(yǎng)基,系統(tǒng)考察了不同環(huán)境條件下普通小球藻油脂積累及固碳的規(guī)律,包括培養(yǎng)模式、CO2、通氣速率、光照條件及營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)等因素。本研究還設(shè)置了連續(xù)流試驗(yàn),考察了小球藻在積累油脂的同時(shí),同步實(shí)

2、現(xiàn)了廢水的處理及CO2的固定。
　　首先考查了不同培養(yǎng)模式下小球藻油脂積累及固碳的規(guī)律。在異養(yǎng)和混合營(yíng)養(yǎng)模式下小球藻的油脂產(chǎn)率較高,分別是自養(yǎng)模式下的1.9倍和2.6倍;自養(yǎng)模式有利于小球藻對(duì)CO2固定,CO2平均固定率是混合營(yíng)養(yǎng)模式下的1.63倍;異養(yǎng)模式下有利于小球藻吸收有機(jī)物,其COD去除率達(dá)到了90％以上,而混合營(yíng)養(yǎng)模式下僅為80%。
　　其次考查了不同通氣條件下小球藻固碳及油脂積累規(guī)律,結(jié)果表明:首先,CO2的加入

3、可以增加細(xì)胞密度,減小油脂含量,隨CO2濃度的增加,CO2固定率及COD的去除率降低。CO2為5%時(shí),CO2平均固定率最大,達(dá)到了13.69%;除空氣組外,其他組COD出水均在65mg/L以上。其次,隨通氣速率的增加,小球藻細(xì)胞密度增大,而油脂含量及先增加后減少,CO2固定率降低。通氣速率為0.1L/min時(shí),CO2平均固定率最大且COD的去除率最小,三者對(duì)應(yīng)分別是29.32%及為57%;通氣速率在0.2～0.6L/min范圍內(nèi),小球藻

4、脂含量及油脂產(chǎn)率均較高。
　　再次,研究了不同光照條件下小球藻油脂積累及固碳規(guī)律:1)8000lx下為生長(zhǎng)、油脂積累及CO2固定的最佳光強(qiáng),在不同的光照強(qiáng)度下小球藻對(duì)COD的去除率均能達(dá)到65%以上。2)隨光照時(shí)間的增加,小球藻生長(zhǎng)速度加快且生長(zhǎng)周期縮短。油脂含量在11%～14%之間,光照時(shí)間為16h時(shí),CO2平均固定率及COD去除率均最大,分別達(dá)到了19.5%及86%,出水在50mg/L以下。
　　最后,對(duì)營(yíng)養(yǎng)底物對(duì)小球藻

5、油脂積累及固碳規(guī)律的影響進(jìn)行了研究:1)生活污水含量為50%時(shí)小球藻生長(zhǎng)、油脂含量及油脂產(chǎn)率均最大,分別達(dá)到了0.31g/L、16.02%,及49.20mg/L;生活污水含量為25%時(shí),CO2平均固定率最大為15.44%;小球藻對(duì)COD的去除率相差不大。2)磷含量的加入延長(zhǎng)了小球藻的對(duì)數(shù)期。氮磷比例為6:1時(shí),小球藻最終藻密度、油脂含量及CO2平均固定率最大;隨氮磷比例的減小,COD去除率增大。3)外加葡萄糖可以促進(jìn)小球藻的生長(zhǎng)及脂含量

6、的增加,但會(huì)降低CO2的固定。COD:TN比例為230:1時(shí)油脂含量最高,達(dá)到了15.89%,脂產(chǎn)率也較高,為180.35mg/L。
　　在連續(xù)流情況下,對(duì)生活污水進(jìn)行不同預(yù)處理得到的小球藻油脂積累、CO2固定及廢水處理規(guī)律:滅菌組小球藻生長(zhǎng)及油脂積累情況較好,但固碳及廢水處理較差?！斑\(yùn)行”階段結(jié)束后,滅菌組小球藻干重為1.23g/L,脂產(chǎn)率達(dá)到了295.7mg/L,不滅菌組分別是1.08g/L和257.8mg/L,不滅菌組出水達(dá)