鸡粪沼液培育蛋白核小球藻累积生物量及螺旋藻固碳研究

发布时间：2017-11-25 23:22

  本文关键词：鸡粪沼液培育蛋白核小球藻累积生物量及螺旋藻固碳研究

  更多相关文章： 鸡粪厌氧发酵液 微藻生物量 壳聚糖絮凝 污染物去除 二氧化碳固定

【摘要】：由于环境污染的问题,鸡粪厌氧发酵液(即鸡粪沼液)的后续处理和回收利用日益受到关注。微藻被广泛用于污水修复和CO2同化,修复过程同时伴有高附加值副产品的产生。利用鸡粪沼液培育微藻,除能降低其中的污染物水平还可以生产大量的生物质。但鸡粪沼液并不适合直接培养微藻,必须经过合适的预处理操作单元来改善其生化特性以满足后续微藻对营养物质的回收利用。本研究筛选出在特殊生长条件下(鸡粪沼液／高浓度CO2)适合生长的微藻种类,采用响应面分析法确定蛋白核小球藻Chlorella pyrenoidosa Y3在鸡粪沼液中生长的最优营养参数,考察其在优化条件下可收获的最大生物量和叶绿素a含量,其次探讨了天然高分子聚合物壳聚糖作为絮凝剂处理鸡粪沼液脱除污染物的效率,考察了其絮凝性能,挖掘絮凝预处理后的液体作为蛋白核小球藻培养基的可能性和潜力。试验结果总结如下：蛋白核小球藻Chlorella pyrenoidosa Y3是最适合处理鸡粪沼液的藻种,2%(v/v)鸡粪沼液是最合适的培养基质,钝顶螺旋藻Spirulina platensis是适合固定高浓度CO2的藻种。在光照周期为L：D=15：9,CO2浓度为10%(v/v)时,Spirulina platensis可收获最高的生物量和叶绿素a含量分别为1.184g/L和20.275mg/L,CO2固定量为1.134g/L,最终收获的微藻中蛋白质含量达到42%(w/w)。 通过单因素试验、Plackett-Burman设计和中心复合设计(CCD)确定影响蛋白核小球藻C.pyrenoidosa Y3(分离自太湖)在鸡粪沼液中生长并累积高生物量的最优营养条件是2%(v/v)鸡粪沼液中添加4.81g/L NaHCO3和92.9mg/L MgSO4·7H2O,在20d培养周期内可收获的最大生物量是0.819g/L。在该优化条件下,叶绿素a含量最高可以达到27.51mg/L,大约100.0%NH4-N和59.5%TP被微藻去除并转化为生物量。 壳聚糖絮凝预处理鸡粪沼液最优起始pH是8.5,最佳溶剂是HC|,处理后的水样适合培养蛋白核小球藻C. pyrenoidosa Y3,处理5%(v/v)鸡粪沼液时最优添加量为600mg/L,COD、浊度和色度的去除率分别为83.5%、100%和93.1%；处理10%(v/v)鸡粪沼液时最优添加量为1650mg/L,COD、浊度和色度的去除率分别为82.2%、99.3%和91.6%,壳聚糖絮凝预处理鸡粪沼液的主要作用机理是颗粒间的吸附架桥机理和网捕卷扫作用。 溶解于HCl的150mg/L壳聚糖絮凝预处理5%(v/v)鸡粪沼液后的液体用来培养蛋白核小球藻C.pyrenoidosa Y3,在20d培养周期内可收获的生物量和叶绿素a含量分别是0.739g/L和21.03mg/L,是5%(v/v)鸡粪沼液直接培养C. pyrenoidosa Y3收获的生物量和叶绿素a含量的1.7倍和1.2倍。溶解于HCI的1650mg/L壳聚糖絮凝预处理10%(v/v)鸡粪沼液后的液体用来培养蛋白核小球藻C. pyrenoidosa Y3,在20d培养周期内可收获的生物量和叶绿素a含量分别是0.719g/L和13.71mg/L,而其在10%(v/v)鸡粪沼液中不能存活。
【学位授予单位】：中国农业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：Q949.2

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 孟庆国，张铁垣;厌氧消化残留液中游离氨基酸含量的测定[J];氨基酸和生物资源;1996年03期

2 沈英嘉,陈德辉;不同光照周期对铜绿微囊藻和绿色微囊藻生长的影响[J];湖泊科学;2004年03期

3 张丽君,杨汝德,肖恒;小球藻的异养生长及培养条件优化[J];广西植物;2001年04期

4 孟勇;赵海红;李明;黄力华;赵飞平;尹笃林;;无机-两性聚丙烯酰胺混凝脱除有机废水中的磷[J];工业水处理;2011年10期

5 ;Effects of chitosan on growth of an aquatic plant (Hydrilla verticillata) in polluted waters with different chemical oxygen demands[J];Journal of Environmental Sciences;2007年02期

6 胡承志;刘会娟;曲久辉;;Al_(13)形态在混凝中的作用机制[J];环境科学;2006年12期

7 王德明;;水体TOC与COD_(Cr)、BOD_5、COD_(Mn)相关性研究[J];化学分析计量;2010年03期

8 李乐农,郭宝江;光照时间对螺旋藻生长的影响[J];海洋科学;1998年03期

9 徐延熙;田相旭;李斗争;田伟;徐晓琳;;不同原料沼气池发酵残留物养分含量比较[J];农业科技通讯;2012年05期

10 吴垠,孙建明,杨志平;气升式光生物反应器培养海洋微藻的中试研究[J];农业工程学报;2004年05期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 刘秉涛;壳聚糖复合剂在水处理中的净化效能研究[D];哈尔滨工业大学;2007年

，

本文编号：1227764