小球藻對(duì)培養(yǎng)基中磷的利用與啤酒廢水資源化處理.pdf

1、磷是培養(yǎng)小球藻(Chlorella)常用Basal培養(yǎng)基中的大量成分,其含量以及磷與碳的比例直接關(guān)系到小球藻生長(zhǎng)繁殖和代謝產(chǎn)物合成,若供應(yīng)不足,則會(huì)成為生長(zhǎng)限制因子,但若供應(yīng)超量,則是資源浪費(fèi)并容易引起環(huán)境富營(yíng)養(yǎng)化。利用啤酒廢水異養(yǎng)培養(yǎng)小球藻是一種廢水資源化處理方式。本論文主要圍繞上述問(wèn)題開(kāi)展了以下幾個(gè)方面的研究工作:
　　 (1)采用初始葡萄糖濃度為10g/l的Basal培養(yǎng)基,通過(guò)測(cè)定小球藻異養(yǎng)培養(yǎng)生長(zhǎng)參數(shù),從五株小球藻中,

2、篩選到兩株適宜高效異養(yǎng)培養(yǎng)的藻株,分別為Chlorella pyrenoidosa15-2070和Chlorella vulgaris15-2075,其最高生物量分別為5.3g/l、5.2g/l,最高生物量出現(xiàn)時(shí)間均在第3天,最大比生長(zhǎng)速率分別為0.98/d、0.96/d,糖對(duì)細(xì)胞轉(zhuǎn)化率分別為O.54 g/g、0.52 g/g。
　　 (2)用篩選到的Chlorella pyrenoidosa15-2070用于啤酒廢水的資源化處

3、理。利用啤酒綜合廢水100％替代純水配制Basal培養(yǎng)基,含10g/l葡萄糖的培養(yǎng)液中獲得5.3g/l藻細(xì)胞,結(jié)果表明,啤酒綜合廢水對(duì)小球藻生長(zhǎng)沒(méi)有抑制作用,可以用于小球藻高密度異養(yǎng)培養(yǎng)。采用本文設(shè)計(jì)的幾種啤酒綜合廢水預(yù)處理方式,幾種主要污染物最高去除率為:CODcr,92.2％:BOD5,95.1％；NO3--N,98.5％:NH4+-N,92.3％；這表明異養(yǎng)小球藻能有效凈化啤酒綜合廢水。在本文設(shè)計(jì)的幾種啤酒洗糟廢水預(yù)處理方式下,啤

4、酒洗糟廢水資源化處理過(guò)程中小球藻生物量增加量為0.3-0.6g/l,幾種主要污染物最高去除率為:CODcr,52.4％；BOD5,24.7％；總氮,30.0％；總磷,9.8％,這表明異養(yǎng)小球藻能去除啤酒洗糟廢水中的部分污染物,但培養(yǎng)工藝有待進(jìn)一步優(yōu)化。
　　 (3)在培養(yǎng)基初始PO43--p濃度為0-284.5 mg/l之間的變量試驗(yàn)條件下,初始葡萄糖濃度為10g/l時(shí),異養(yǎng)培養(yǎng)條件下小球藻生長(zhǎng)對(duì)C/P的需求范圍是206/1-2

5、060/1,單位生物量的磷吸收量(P/B)的范圍是0.8-8.1 mg/g；混養(yǎng)培養(yǎng)條件下對(duì)C/P的需求范圍是103/1-2060/1,P/B的范圍是0.8-16.1 mg/g；初始葡萄糖濃度為40g/l時(shí),異養(yǎng)和混養(yǎng)培養(yǎng)條件下,小球藻對(duì)C/P的需求范圍都是206/1-2060/1,P/B的范圍都是0.8-8.1 mg/g；自養(yǎng)培養(yǎng)條件下,小球藻P/B的范圍是O.8-30.0 mg/g。溫度、溶氧、pH、接種量都影響小球藻生長(zhǎng),但不影響

6、P/B。試驗(yàn)結(jié)果表明,小球藻能耐受高濃度的磷酸鹽且生長(zhǎng)良好。Basal培養(yǎng)基中PO43--p濃度為284.5 mg/l,采取自養(yǎng)、混養(yǎng)和異養(yǎng)培養(yǎng)模式培養(yǎng)小球藻時(shí),該值都超出小球藻所能吸收利用的最大磷量；初始葡萄糖濃度為10g/l時(shí),異養(yǎng)培養(yǎng)小球藻時(shí)Basal培養(yǎng)基中的PO43--p超出量最高達(dá)62.5倍,培養(yǎng)結(jié)束時(shí)至少有84.0％的磷酸鹽殘留在培養(yǎng)廢液中,若直接排放到環(huán)境中,將是發(fā)生富營(yíng)養(yǎng)化的隱患。
　　 (4)在培養(yǎng)基初始PO

7、43--P濃度為0-284.5 mg/l之間的變量試驗(yàn)條件下培養(yǎng)小球藻,通過(guò)離子色譜法檢測(cè)小球藻細(xì)胞內(nèi)總磷含量,葡萄糖濃度為10g/l時(shí),異養(yǎng)培養(yǎng)條件下,細(xì)胞內(nèi)總磷含量為1.0-10.0 mg/g,小球藻能吸收的最大磷量是滿足生長(zhǎng)所需最低磷量的10倍；混養(yǎng)培養(yǎng)條件下,細(xì)胞內(nèi)總磷含量為1.0-20.0 mg/g,小球藻能吸收的最大磷量是滿足生長(zhǎng)所需最低磷量的20倍。小球藻細(xì)胞中多余的磷一般是以多聚磷的形式儲(chǔ)存在細(xì)胞內(nèi)。通過(guò)熒光顯微鏡和透射

8、電鏡觀察異養(yǎng)培養(yǎng)小球藻多聚磷形成狀況,發(fā)現(xiàn)多聚磷主要分布在液泡中以及細(xì)胞壁和細(xì)胞膜的間隙。將含多聚磷的小球藻細(xì)胞轉(zhuǎn)移到無(wú)磷培養(yǎng)基中繼續(xù)培養(yǎng),小球藻可以利用胞內(nèi)儲(chǔ)存的多聚磷繼續(xù)生長(zhǎng),直到細(xì)胞內(nèi)總磷含量為1.0 mg/g時(shí),生長(zhǎng)基本停止。
　　 (5)在培養(yǎng)基初始NO3--N濃度范圍為0.311.9 mg/l之間的變量試驗(yàn)條件下,初始葡萄糖濃度為10g/l時(shí),異養(yǎng)培養(yǎng)條件下小球藻生長(zhǎng)對(duì)C/N的需求范圍是20/1-44/1,單位生物量

9、的氮吸收量(N/B)的范圍是17.6-37.1 mg/g；混養(yǎng)培養(yǎng)條件下的C/N范圍是18/1-44/1,N/B的范圍是17.6-43.3 mg/g；自養(yǎng)培養(yǎng)條件下,小球藻N/B的范圍是17.6-75.0mg/g。Basal培養(yǎng)基中NO3--N濃度為173.3 mg/l,異養(yǎng)和混養(yǎng)培養(yǎng)條件下,減少44.0％硝酸鹽用量可以獲得相同的生物量；自養(yǎng)培養(yǎng)模式下,該值超出小球藻所能吸收利用最大氮量(75.0 mg/l)2.3倍。在滿足小球藻生長(zhǎng)的