一株自絮凝微藻的脱氮除磷效果及其絮凝特性研究

发布时间：2020-11-17 14:33

　　 微藻可以有效去除污水中的氮磷等污染物,同时还可以用作生物柴油、水产饲料和高附加值产品的生产原料。然而,微藻细胞体积小、在污水中悬浮均匀,给处理后的污水排放带来了很大的困难。因此,利用微藻处理污水的同时实现有效地藻水分离成为微藻污水处理技术工程化应用的关键。本课题从山西当地筛选出一株自絮凝微藻,并对其进行分子生物学鉴定。然后,利用不同氮源的模拟污水对其培养,研究氮源对其生长、脱氮除磷效果和絮凝特性的影响。在此基础上,将该藻株接种至市政污水中,考察其在市政污水中的生长特性、污染物去除能力和絮凝效果。主要研究结果如下:(1)从土壤样品中分离出一株自絮凝微藻,经BG-11培养基培养后,在光学显微镜下观察到藻细胞多呈聚集状态,细胞外有较多分泌物。对其进行分子生物学鉴定,并将该藻株命名为Scenedesmus rubescens SX。(2)不同氮源的模拟污水中S.rubescens SX的生长、污染物去除效果和絮凝特性存在一定的差别。以氨态氮污水培养S.rubescens SX时,其生物量在第3天就达到最大值422.7 mg/L。最终,COD、氨氮和总磷的去除率分别为66.2%、73.87%和55.57%。在硝态氮污水中,S.rubescens SX的最大生物量达到了596 mg/L。COD、硝氮和总磷的去除率分别为70.21%、58.27%、77.86%。在硝态氮污水中,S.rubescens SX的絮凝效果要优于氨态氮污水,可能是硝态氮污水中较高pH诱导形成带正电荷的镁盐和钙盐沉淀,中和了EPS中的负电荷基团,最终促进了絮凝。同时,我们还发现S.rubescens SX在去除氨氮的过程中使污水pH降低至3.15-3.87,抑制了该藻株在氨态氮污水中的生长和污染物去除效果。通过调节氨态氮污水中的pH,S.rubescens SX的最大生物量达到939.3 mg/L;COD、氨氮和总磷的去除率分别为67.34%、97.69%和99.77%。由此可见,保持适宜的pH对于提高微藻污水处理效果和生物质的积累至关重要。培养结束后,以氨态氮污水、硝态氮污水以及氨态氮污水(调节pH)培养的S.rubescens SX的油脂含量分别为22.54%、22.44%和25.80%,脂肪酸组分中含有较多的必须脂肪酸(亚油酸和亚麻酸),在食品工业和动物饲料方面有较大的应用前景。(3)S.rubescens SX可以在市政污水中正常生长。在整个培养过程中S.rubescens SX的生物量产率为61.25 mg/(L·d)。培养结束时,最大生物量达到了690 mg/L。COD、氨氮和总磷的去除率分别为57.91%、96.38和93.68%。在市政污水培养过程中,S.rubescens SX可以保持较高的絮凝效率,在培养结束时,絮凝效率达到94.5%。S.rubescens SX在市政污水保持较高的絮凝效率可能是污水中的钙、镁、铁等金属离子对其自絮凝起到了促进作用。基于上述研究,我们认为,S.rubescens SX可用于市政污水的处理,其最大的优势在于污水处理的同时易于完成了藻水分离。
【学位单位】：山西大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：X703;X173
【部分图文】：

第二章 一株自絮凝微藻的筛选、培养和鉴定伸 10 min。 物 分 别 为 ： 1500af ： GCGCGCTACACTGATGCTTGATATGC[56]。物由生物工程（上海）股份有限公司测序。通过 BLASnk 数据库中已知微藻的核苷酸序列进行比较。利用 MeSTAL W 构建 NJ（neighbor-jointing）树[57]。纯藻株形态特征基中培养 10 天，该藻株于光学显微形态如图 2-1。

Coelastrella aeroterrestrica SWK1_2 JX513879Coelastrella striolata CCALA 309 JX513880C. striolata CAUP H 3602 JX513881Coelastrella terrestris CCALA 476 JX513882Graesiella emersonii CCAP 211/8H MG022718G. emersonii CCAP 211/8P FR865687Graesiella vacuolata CCAP 211/8C FR865685Pectinodesmus pectinatus CCAP 276/40 JQ082314Scenedesmus pectinatus CCAP 276/44 FR865723S. pectinatus CCAP 276/51 FR865730S. pectinatus CCAP 276/58 FR865733Scenedesmus regularis CCAP 276/53 FR865732Scenedesmus rubescens CCALA 475 JX513884Scenedesmus vacuolatus UTEX252 KJ676126S. rubescens SX MH922865
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本文编号：2887616