固定化菌藻共生系统处理牛粪厌氧消化液

发布时间：2023-11-03 18:33

　　随着我国集约化和规模化畜牧业快速发展产生大量的养殖废水和粪便,经过厌氧消化处理后生成高浓度的厌氧消化液(anaerobic digestion effluent,ADE)。该废水富含高浓度营养盐和有机物、残留兽用抗生素,且存在碳氮比失衡的问题,若不能妥善处理ADE会对环境产生不可逆影响。利用光生物反应器(photobioreacor,PBR)构建菌藻共生系统处理ADE有其独特优势,在该系统下菌藻互作加速污染物降解。为进一步强化ADE处理效能还有如下问题有待解决,如:高浓度无机盐对微藻生长产生抑制作用、悬浮态微藻细胞难于收集、残留抗生素降解不理想等。因此,针对上述问题,本论文构建了固定化菌藻共生系统,旨在实现资源化处理实际ADE。本论文构建菌藻共生系统旨在考察不同浓度营养盐和有机物对实际ADE处理效能和微藻生物质转化差异。结果表明:在PBR(625 mg/L SCOD)组别内,高浓度的氮、磷和有机物阻碍微藻自身内部酶合成过程,导致微藻生物质转化受到抑制;PBR(272 mg/L SCOD)获得最大微藻生物质转化,其微藻生物量和油脂产率分别为1466.0±34.6 mg/L和59.1±3....

【文章页数】：136 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 厌氧消化液处排放现状
        1.1.1 厌氧消化液来源与危害
        1.1.2 厌氧消化液水质特征
        1.1.3 处理厌氧消化液废水的必要性
    1.2 厌氧消化液废水处理工艺现状
        1.2.1 还田利用模式
        1.2.2 自然生态生物处理方法
        1.2.3 好氧工艺处理厌氧消化液
        1.2.4 物理化学方法
    1.3 菌藻共生系统处理ADE研究进展
        1.3.1 微藻种类
        1.3.2 微藻形态
        1.3.3 菌藻共生系统处理ADE优势与不足
    1.4 固定化微藻技术
        1.4.1 吸附法
        1.4.2 交联法
        1.4.3 包埋法
        1.4.4 固定化微藻技术处理废水应用前景
    1.5 研究目的及主要内容
        1.5.1 研究目的与意义
        1.5.2 主要研究内容和技术路线
第2章 实验材料与方法
    2.1 实验材料
        2.1.1 实验用水
        2.1.2 微藻藻种
        2.1.3 实验试剂
    2.2 实验装置
    2.3 实验方法
        2.3.1 悬浮态和固定化微藻制备方法
        2.3.2 微藻细胞生物质能源积累指标
        2.3.3 常规水质指标分析
        2.3.4 三维荧光光谱-平行因子分析
        2.3.5 磺胺甲恶唑检测及降解产物分析方法
        2.3.6 扫描电镜
        2.3.7 群落结构组成分析
第3章 菌藻共生系统处理牛粪厌氧消化液
    3.1 引言
    3.2 菌藻共生系统对微藻生物质转化的影响
        3.2.1 微藻生物量积累
        3.2.2 微藻生物化学组成
        3.2.3 微藻油脂产率
        3.2.4 脂肪酸组成分析
    3.3 菌藻共生系统对微藻和细菌生长的影响
        3.3.1 微藻细胞完整性分析
        3.3.2 细菌和微藻细胞形貌观察
    3.4 菌藻共生系统对牛粪厌氧消化液中污染物去除效能
        3.4.1 营养盐去除效能分析
        3.4.2 有机物去除效能分析
        3.4.3 三维荧光光谱解析运行一个周期内有机物变化
    3.5 微生物群落结构变化分析
        3.5.1 菌藻共生系统内细菌多样性指数变化
        3.5.2 菌藻共生系统对细菌群落结构组成变化的影响
        3.5.3 菌藻共生系统对微藻群落结构组成变化的影响
    3.6 菌藻共生系统处理ADE污染物转化机制
    3.7 本章小结
第4章 固定化菌藻共生系统强化处理ADE
    4.1 引言
    4.2 固定化菌藻共生系统强化微藻生物质转化
        4.2.1 微藻叶绿素a和MLSS积累
        4.2.2 微藻生物化学组成
        4.2.3 微藻油脂产率
        4.2.4 脂肪酸组成
    4.3 固定化菌藻共生系统强化对ADE中污染物处理效能
        4.3.1 ADE内污染物去除效能分析
        4.3.2 三维荧光光谱-平行因子分析有机物降解
    4.4 固定化菌藻共生系统下微生物群落结构变化
        4.4.1 细菌群落结构多样性分析
        4.4.2 稀释曲线变化
        4.4.3 韦恩图差异性分析
        4.4.4 主成分分析结构分析
        4.4.5 固定化菌藻共生系统下细菌微生物群落结构变化
    4.5 固定化菌藻共生系统下微藻群落结构组成变化
        4.5.1 稀释曲线变化影响
        4.5.2 韦恩图差异性分析
        4.5.3 主成分分析结构变化
        4.5.4 固定化菌藻共生系统下微藻群落结构组成变化
    4.6 本章小结
第5章 固定化菌藻共生系统对磺胺甲恶唑去除效能及降解机制
    5.1 引言
    5.2 固定化菌藻共生系统降解污染物效能
        5.2.1 SMX去除效能
        5.2.2 SMX对 ADE内污染物去除效能的影响
    5.3 SMX对微藻和细菌生长的影响
        5.3.1 SMX对微藻细胞完整性的影响
        5.3.2 SMX对微藻叶绿素a积累的影响
        5.3.3 SMX对 MLSS积累的影响
        5.3.4 SMX对微藻和细菌形貌的影响
    5.4 SMX对细菌微生物群落结构转变的影响
        5.4.1 SMX对细菌群落结构多样性的影响
        5.4.2 稀释曲线变化
        5.4.3 韦恩图组成分析
        5.4.4 主成分分析差异性分析
        5.4.5 SMX对细菌群落结构的影响
    5.5 SMX对微藻群落结构转变的影响
        5.5.1 SMX对微藻多样性的影响
        5.5.2 SMX对微藻群落结构的影响
    5.6 SMX降解路径和机制分析
        5.6.1 SMX降解路径
        5.6.2 SMX降解机制
    5.7 本章小结
结论
参考文献
攻读博士学位期间发表的论文及其它成果
致谢
个人简历



本文编号：3859674