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(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)象加劇是我國(guó)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(wèn)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(yíng)養(yǎng)化，保護(hù)水體環(huán)境。
　　本課題通過(guò)查閱相關(guān)文獻(xiàn)，選取并購(gòu)買(mǎi)了四種產(chǎn)油微藻。通過(guò)考察四種微藻對(duì)污水的適應(yīng)性及脂肪產(chǎn)量，確定一種微藻作為繼續(xù)研究的對(duì)象。在進(jìn)一步研究中考察了光照、pH、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)對(duì)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(shí)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(dòng)對(duì)藻種產(chǎn)脂的影響。最后對(duì)影響藻種脂肪產(chǎn)量的幾種主要因素進(jìn)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(shí)際污水中進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)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(zhǎng)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(shí)脂肪含量約為20.8％，相對(duì)較高；在污水中容易成為優(yōu)勢(shì)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(biāo)準(zhǔn)。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(jìn)一步研究對(duì)象。
　　2）環(huán)境因子對(duì)藻種產(chǎn)脂的影響中：
　　斜生柵藻生長(zhǎng)及產(chǎn)脂的最佳光照強(qiáng)度為10000lx，且具有耐高光照強(qiáng)度能力。光照周期對(duì)藻種的脂肪含量幾乎沒(méi)有影響，脂肪產(chǎn)量隨光照時(shí)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(zhǎng)。市政污水主要呈中性，且污水培養(yǎng)微藻過(guò)程中由于CO2的不斷消耗會(huì)導(dǎo)致pH升高，因而應(yīng)用生活污水培

4、養(yǎng)斜生柵藻時(shí)pH條件不會(huì)對(duì)藻種生長(zhǎng)產(chǎn)生抑制作用。pH對(duì)藻種的脂肪含量沒(méi)有影響，脂肪產(chǎn)量與藻產(chǎn)量呈正比。
　　當(dāng)?shù)獫舛裙潭?75mg/L)，初始磷濃度在1mg/L~8mg/L之間的變化對(duì)斜生柵藻的脂肪含量與脂肪產(chǎn)量影響不大。當(dāng)磷濃度固定(3mg/L)，尿素濃度在20mg/L~60mg/L變化時(shí)，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(shí)總脂肪產(chǎn)量最高。氨氮是藻種生長(zhǎng)及產(chǎn)脂的最佳氮源。加富CO2可以提高藻種的生長(zhǎng)

5、速率及藻產(chǎn)量，但CO2濃度過(guò)高會(huì)對(duì)藻種的生長(zhǎng)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(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)比較，兩種污水培養(yǎng)斜生柵藻時(shí)脂肪產(chǎn)率優(yōu)于其他文獻(xiàn)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(jìn)了斜生柵藻的生長(zhǎng)及產(chǎn)脂，但需進(jìn)一步提高CODcr的去除效率。此外，原水的水質(zhì)波會(huì)導(dǎo)致最終的脂肪產(chǎn)量的波動(dòng)，可根據(jù)需要增

6、設(shè)調(diào)節(jié)池。
　　3）通過(guò)對(duì)影響藻種脂肪產(chǎn)量的幾種主要因素進(jìn)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(qiáng)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(yàn)證結(jié)果為0.367g/L，相對(duì)偏差為8.34%，與相關(guān)文獻(xiàn)中其他優(yōu)化結(jié)果相比具有優(yōu)勢(shì)。實(shí)際污水條件下的驗(yàn)證結(jié)果中市政污水中的測(cè)定值為0.38g/L，高于擬合