【正文】 的生長(zhǎng)曲線 01002003004005006000 5 10 15 20 25時(shí)間（d）TN（mg/l）N1（）N2（125mg/L）N3（）N4（250mg/L）N5（375mg/L）N6（500mg/L） 圖 313 不同氮濃度的廢水培養(yǎng)小球藻時(shí) TN 的變化曲線 如圖 312 示，從第 2 組條件的 OD680 生長(zhǎng)曲線看，在總氮濃度達(dá)到 和 125mg/l 的條件下，小球藻的生長(zhǎng)趨勢(shì)明顯比其他四組培養(yǎng)基強(qiáng)，培養(yǎng) 20 天后六組實(shí)驗(yàn)中 OD680 最高的是第 2 組達(dá)到 ，而第 1 和第 3 組達(dá)到 和 ，其他三組的平均值為 ，小球藻適宜的總氮濃度范圍為 ~. mg/l。 東北電力大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 26 如圖 313 示，培養(yǎng)結(jié)束時(shí)，溶液中總氮濃度較低的是第 1 組的 mg/l.和第 2 組的 mg/l.， ,而六組培養(yǎng)基的總氮去除率分別為 %、 %、%、 %、 %和 %。表明小球藻能處理的污水的總氮濃度最大為~250mg/l。 培養(yǎng)結(jié)束后對(duì)培養(yǎng)液進(jìn)行離心，上清液進(jìn)行總磷濃度，測(cè)得總磷濃度平均結(jié)果為 、 、 、 、 、 ，對(duì)離心所得沼液進(jìn)行藻油測(cè)定實(shí)驗(yàn)，測(cè)得的平均結(jié)果為 %、 %、 %、 %、 %、 %?？梢钥闯龅蜐舛鹊欣谛∏蛟宓挠椭e累， 與 氮為限制因素時(shí)蛋白核小球藻油脂含量增加相符合。其因可能為氮源充足時(shí) ,細(xì)胞生長(zhǎng)旺盛 ,蛋白質(zhì)、脂類和核酸等生物活性物質(zhì)均正常合成 ,因此所得脂肪酸含量較低 。但氮源缺乏時(shí) ,蛋白質(zhì)和核酸等含氮化合物的合成受到限制 ,而含氮元素較少的貯存脂類和絕大多數(shù)膜質(zhì)仍能繼續(xù)合成 ,因此在細(xì)胞干質(zhì)量中的含量增加。 無(wú)機(jī)磷單因素實(shí)驗(yàn) 以 SE 培養(yǎng)基的磷 濃度為基準(zhǔn)，設(shè)置 6 組實(shí)驗(yàn)， 每組有 3 個(gè)平行實(shí)驗(yàn)， 在適宜的培養(yǎng)條件下 考察 、 、 、 和 2 倍無(wú)機(jī)磷 ，即 、 、 7 、 150 mg/L 濃度條件下， 通過(guò)向污水中添加 KH2PO4 的方法來(lái)提高污水中磷的濃度（添加時(shí)注意減去污水中原來(lái)含有的磷），此外向污水中添加鈣離子（ 25 mg/L）、鎂離子（ 75 mg/L）、鐵離子（ mg/L）和A5（添加量參照 SE 培養(yǎng)基）， 微藻培養(yǎng) 20d 后的藻細(xì)胞濃度 (生物量 )、總脂含量、培養(yǎng)基 TN 的消耗情況，確定小球藻的 磷 處理能力 [12]。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖 314,315。 東北電力大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 27 00 5 10 15 20 25時(shí)間（d）OD值P1()P2()P3()P4(75mg/L)P5()P6(150mg/L)圖 314 不同磷濃度時(shí)微藻的生長(zhǎng)曲線 0204060801001201401600 5 10 15 20 25時(shí)間（d）TP（mg/l）P1()P2()P3()P4(75mg/L)P5()P6(150mg/L) 圖 315 不同磷濃度的廢水培養(yǎng)小球藻時(shí) TP 的變 化曲線 如圖 314 示，從第 6 組條件的 OD680 生長(zhǎng)曲線看，在總磷濃度達(dá)到 和 125mg/l 的條件下，小球藻的生長(zhǎng)趨勢(shì)明顯比其他四組培養(yǎng)基強(qiáng)，培養(yǎng) 20 天后六組實(shí)驗(yàn)中 OD680 最高的是第 6 組達(dá)到 ，而第 5 組達(dá)到 ，其他三組的平均值為 。表明高濃度磷能刺激小球藻的生長(zhǎng)。 東北電力大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 28 如圖 315 示， 培養(yǎng)結(jié)束時(shí)，溶液中總磷 濃度較低的是第 1 組的 和第 2 組的 ， ,而六組培養(yǎng)基的總磷的去除率分別為 %、 48%、 28%、20%、 %和 10%。表明小球藻能處理低 濃度的含磷污水。 培養(yǎng)結(jié)束后對(duì)培養(yǎng)液進(jìn)行離心，上清液進(jìn)行總氮濃度測(cè)定實(shí)驗(yàn)，測(cè)得總氮濃度平均結(jié)果為 、 、 、 、 、 ，對(duì)離心所得沼液進(jìn)行藻油測(cè)定實(shí)驗(yàn)，測(cè)得的平均結(jié)果為 %、 %、 %、 %、 %、 %?？梢钥闯鲞^(guò)高濃度的磷對(duì)小球藻的油脂積累有抑制作用。 無(wú)機(jī)氮無(wú)機(jī)磷 不同濃度組合 實(shí)驗(yàn) 設(shè)置 A、 B、 C 三大組實(shí)驗(yàn)，通過(guò)向污水中添加 NaNO3 的方法來(lái)調(diào)節(jié)培養(yǎng)液中總氮的含量，使培養(yǎng)液的總氮的含量分別為為 12 、 250 mg/l。每個(gè)大組又分為 3 組實(shí)驗(yàn)， 通過(guò)添加 KH2PO4 的方法來(lái)提高污水中總磷的濃度，使培養(yǎng)液中總磷的含量分別為 、 、 mg/l，此外向污水中均添加鈣離子（ 25 mg/L）、鎂離子（ 75 mg/L）、鐵離子（ mg/L）和 A5（添加量參照 SE 培養(yǎng)基） 。每組進(jìn)行 3 個(gè)平行 實(shí)驗(yàn)，小球藻均在 適宜 的條件下培養(yǎng)，每天進(jìn)行的檢測(cè) OD680 以監(jiān)測(cè)小球藻的生長(zhǎng)情況，共進(jìn)行了 20 天的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表 316,317， 318。 010 5 10 15 20 25時(shí)間（d）OD值N 2 （1 2 5 m g / L ）P0()N 2 （1 2 5 m g / L ）P1()N 2 （1 2 5 m g / L ）P2()N 3 （1 8 7 . 5 m g / L ）P0()N 3 （1 8 7 . 5 m g / L ）P1()N 3 （1 8 7 . 5 m g / L ）P2()N 4 （2 5 0 m g / L ）P0()N 4 （2 5 0 m g / L ）P1()N 4 （2 5 0 m g / L ）P2() 圖 316 不同氮磷濃度下小球藻的生長(zhǎng)曲線 東北電力大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 29 0501001502002503000 5 10 15 20 25時(shí)間(d)TN（mg/l）N 2 （1 2 5 m g / L ）P0()N 2 （1 2 5 m g / L ）P1()N 2 （1 2 5 m g / L ）P2()N 3 （1 8 7 . 5 m g / L ）P0()N 3 （1 8 7 . 5 m g / L ）P0()N 3 （1 8 7 . 5 m g / L ）P2()N 4 （2 5 0 m g / L ）P0()N 4 （2 5 0 m g / L ）P1()N 4 （2 5 0 m g / L ）P2() 圖 317 不同氮磷 濃度下 培養(yǎng)液的 TN 變化曲線 05101520253035400 5 10 15 20 25時(shí)間（d）TP（mg/l）N 2 （1 2 5 m g / L ）P0()N 2 （1 2 5 m g / L ）P1()N 2 （1 2 5 m g / L ）P2()N 3 （1 8 7 . 5 m g / L ）P0()N 3 （1 8 7 . 5 m g / L ）P1()N 3 （1 8 7 . 5 m g / L ）P2()N 4 （2 5 0 m g / L ）P0()N 4 （2 5 0 m g / L ）P1()N 4 （2 5 0 m g / L ）P2() 圖 318 不同氮磷濃度下 培養(yǎng)液的 TP 變化曲線 如圖 316 小球藻較適宜的氮磷濃度組合是 N2P0（ 125 mg/l 與 mg/l） 、N2P1（ 125 mg/l 與 ） 、 N3P0（ ） 和 N3P1（ 與 ） ， 其中最大 OD 值為 N3P1（ ）組培養(yǎng)到第20 天時(shí)可達(dá) 。 東北電力大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 30 如圖 317 的 TN 變化曲線，經(jīng)計(jì)算， N2P0 組 TN 的去除率為 %， N2P1組 TN 的去除率為 %， N3P0 組 TN 的去除率為 %， N3P1 組 TN 的去除率為 %，其余組合 TN 的去除率在 80%以下。 如圖 318 的 TP 變化曲線，經(jīng)數(shù)據(jù)計(jì)算， N2P0 組 TP 的去除率為 %，N2P1 組 TP 的去除率為 92%， N3P0 組 TP 的去除率為 %， N3P1 組 TP 的去除率為 %， N4P0 組 TP 的去除率為 %。 培養(yǎng)結(jié)束時(shí)，收獲小球藻進(jìn)行藻油含量測(cè)定，測(cè)得結(jié)果分別為為 %，%,%,%,%,%,%， %和 %。 綜上，城市生活污 水養(yǎng)殖小球藻時(shí)在保證污水凈化效果的前提下要獲得最大生物量 使應(yīng)保證 污水中總氮濃度為 ，總磷濃度為 ，并保證足量的鈣離子、鎂離子、鐵離子和的微量元素。 本章小結(jié) 小球藻生長(zhǎng)適宜在光暗周期為 12： 12，以硝態(tài)氮為氮源，堿性的培養(yǎng)液的條件下生長(zhǎng)。污水養(yǎng)殖小球藻為獲得較好的 生物 量 并有較高的氮磷去除率 應(yīng)保證培養(yǎng)液中鈣離子含量為 25 mg/L、鎂離子含量為 75 mg/L、鐵離子含量為 mg/L 和足量的微量元素，同時(shí)使污水中總氮濃度 （按硝態(tài)氮算）不超過(guò) mg/l，總磷濃 度（按磷酸態(tài)算）不超過(guò) ，收獲 的 小球藻藻液油脂含量在 %左右 。 東北電力大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 31 第 4 章 微藻生產(chǎn)生物柴油 初步探討 本研究利用 吉林省吉林市 排污口的生活廢水作為水源，以小球藻為產(chǎn)油模式藻探討了在錐形燒瓶光生物反應(yīng)器進(jìn)行大規(guī)模培養(yǎng)的可行性。結(jié)果表明，該小球藻能夠很好地適應(yīng)城市生活廢水。該生活廢水中添加適量的無(wú)機(jī)氮與磷，鐵離子和微量元素，即可較好地用于微藻的培養(yǎng)與油脂生產(chǎn)。 氮、磷限制對(duì)提高 小球藻 細(xì)胞總脂含量具有誘導(dǎo)作用。在廢水中添加 mg/L 無(wú)機(jī)氮、 mg/L 無(wú)機(jī)磷、 mg/L 氯化 鐵 和足量微量元素的條件下，培養(yǎng) 20 d 微藻生物量和含油量可達(dá) ， ％左右的水平。同時(shí)，對(duì)培養(yǎng)中水體 TN 與 TP 殘留的檢測(cè)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，微藻對(duì)無(wú)機(jī)氮與磷均有著高效的吸收機(jī)制，在合適的加入量下培養(yǎng) 7~8 d 后的水體， 只檢測(cè) 到 極少 氮與磷的存在。因此，城市生活廢水用于含油微藻的培養(yǎng)前景廣闊，僅通過(guò)部分營(yíng)養(yǎng)元素的添加，即可獲得高密度與高含油的微藻生物質(zhì)，而且使用后水體中無(wú)機(jī)氮與無(wú)機(jī)磷甚至低于原生活廢水水體， 同時(shí)提供一定量的的生物油脂， 在產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益的同時(shí)，還減輕了后續(xù)水處理中無(wú)機(jī)氮 與無(wú)機(jī)磷難以去除的困難，可以緩解城市發(fā)展對(duì)環(huán)境保護(hù)的壓力，對(duì)于我國(guó)城鎮(zhèn)化發(fā)展具有重要意義。 東北電力大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 32 結(jié) 論 城市生活廢水非常適合于產(chǎn)油微藻的培養(yǎng)。利用生活廢水進(jìn)行微藻培養(yǎng)中，僅需補(bǔ)充添加無(wú)機(jī)氮、無(wú)機(jī)磷、 鐵離子 以及微量元素。但這些營(yíng)養(yǎng)組分的加入量對(duì)藻細(xì)胞的生長(zhǎng)、生物量和油脂積累有重要影響。在優(yōu)化的廢水培養(yǎng)基中微藻細(xì)胞濃度可達(dá) g/L 左右，遠(yuǎn)高于標(biāo)準(zhǔn) SE 培養(yǎng)基 g/L 的水平。微藻細(xì)胞對(duì)于無(wú)機(jī)氮與磷有著高的吸收能力，在廢水中加入 的 無(wú)機(jī)氮 含量小于 mg/L ， 無(wú)機(jī)磷 含量 小于 ~8 d 后，培養(yǎng)液水體中氮磷殘留 量小于 20%，培養(yǎng)結(jié)束收獲的小球藻油脂含量在 %左右 。由此表明利用城市生活廢水培養(yǎng)含油微藻可以在獲得微藻油脂產(chǎn)品的同時(shí)實(shí)現(xiàn)水體的氮磷無(wú)害化處理。 參考文獻(xiàn) 33 參考文獻(xiàn) [1] 馮 華 軍 , 馮 小 晏 , 薛飛 . 浙 江 省 典 型 地 區(qū) 生 活 污 水 水 質(zhì) 調(diào) 查 研 究 [J]. 科技通訊 ,2022,27(3)： 436~440 [2] 胡洪營(yíng) ,李鑫 ,楊佳 . 基于微藻細(xì)胞培養(yǎng)的水質(zhì)深度凈化與高價(jià)值生物質(zhì)生產(chǎn)耦合技術(shù)[J]. 生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào) ,2022,18(3)： 11221127 [3] 呂素娟 , 張維 , 彭 小偉 . 城市生活廢水用于產(chǎn)油微藻培養(yǎng) [J]. 生 物 工 程 學(xué)報(bào) ,2022,27(3)： 445~452 [4] 劉玉環(huán) ,阮榕生 ,孔慶學(xué) . 利用市政廢水和火電廠煙道氣大規(guī)模培養(yǎng)高油微藻 [J]. 生物加工過(guò)程 ,2022,6(3)： 29~33 [5] 王秀錦 ,李兆勝 ,邢冠嵐 . 蛋白核小球藻 Chlorella pyrenoidosa15 的異養(yǎng)培養(yǎng)條件優(yōu)化及污水養(yǎng)殖 [J] . 環(huán)境科學(xué) ,2022,33(8)： 2735~2740 [6] 賀國(guó)強(qiáng) ,鄧志平 ,陶麗 . 高油脂產(chǎn)率微藻的篩選及發(fā)酵條件的優(yōu)化 [J]. 農(nóng)業(yè)生物技術(shù)學(xué)報(bào) ,2022,18(6)： 1046~1053 [7] 張靜霞 . 利用微藻處理污水的研究進(jìn)展及發(fā)展趨勢(shì) [J] . 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技 ,2022,4(3)：206~207 [8] 胡洪營(yíng) ,李鑫 . 利用污水資源生產(chǎn)微藻生物柴油的關(guān)鍵技術(shù)及潛力分析 [J]. 生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào) 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