收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

利用污水污泥和高浓度二氧化碳培养海洋微藻技术研究

谢爽  
【摘要】:自工业革命以来,不断增长的化石燃料燃烧导致大气中温室气体,尤其是C02浓度越来越高,从而引发了温度升高、海平面上升、洪水泛滥和动植物灭绝等问题。采取经济有效的方法控制温室气体排放,已经成为全球环境保护的热点。虽然人们在减少和抑制C02排放技术方面进行了较多研究,然而,这些技术普遍存在着运行成本高和操作复杂等问题,制约了固碳技术的大规模推广使用。城市污水处理厂产生的污泥中含有丰富的N、P、K等营养成分和多种微量元素。利用污泥培养海洋微藻,不仅可以节省大量微藻培养基,而且生产的微藻还可作为化工原料,实现污泥的资源化利用。基于这些原因,本研究从12种常见海洋微藻中筛选出一种耐酸性和耐高浓度C02的海洋微藻,用于C02的固定,同时采用污水污泥提取液作为微藻生长的氮、磷营养盐以降低固碳成本,在优化微藻生长条件的基础上,将微藻接种到螺旋管式光生物反应器中,并测定了相应的固碳能力。取得的主要成果如下: (1)在优化提取工艺条件的基础上,比较了热碱法、超声波法和加碱超声波法对污泥营养盐的提取效果以及减量效果。结果表明,热碱法的适宜提取条件为pH=13、T=100℃、t=9h;超声波法的适宜提取条件为t=40min;而加碱超声波法在pH=13、pH=400W、t=20min时提取效果最好。在优化的提取条件下,三种方法对污泥N、P的提取效果由高到低依次为:加碱超声波法~超声波法热碱法,其中,超声波法对N、P的提取率分别达到33.48%、57.5%。综合考虑污泥N、P提取效果及后续微藻培养对pH值的要求,确定超声波法为污泥营养盐提取的最适方法。 (2)采用微板吸光法测定了微藻在不同初始pH值的F/2培养基中的藻细胞密度变化,比较了各种微藻对H2SO4和HNO3所致酸性的适应能力;将耐酸性较强的微藻接种到培养基中,以75ml/min的流量连续通入体积分数为15%的C02,并以通入空气的培养基中生长的微藻为对照,根据培养7d期间藻细胞密度和生物量的变化趋势,进一步筛选得到耐高浓度C02的藻种。结果表明,12种供试微藻中,以杜氏盐藻(Dunaliella tertiolecta)、钝顶螺旋藻(Spirulina platensis)、海水小球藻(Chlorella pacifica)、小新月菱形藻(Nitzschia Closterium)、亚心形扁藻(Platymonas subcordiformis)、纤细角毛藻(Chaetoceros gracilis)和绿色巴夫藻(Pavlovaviridis Tseng)的耐酸性较强,可在初始pH=4的培养基中正常生长;而纤细角毛藻是唯一能够耐受15%CO2冲击的藻种,培养结束后,15%CO2处理组的藻生物量达到对照组的102.47%。因此,纤细角毛藻在固定高浓度CO2和减缓温室效应方面具有较好的应用潜力。 (3)在污泥提取液和海水的混合液中,纤细角毛藻生长的最适条件为:通入10%CO2气体、污泥提取液和海水按照1:29比例混合、温度为30℃,光照强度为60001x。 (4)在自制10L螺旋管式光生物反应器中,接种纤细角毛藻,在满足上述优化的生长条件基础上,进一步得到生物反应器的最佳运行条件为:接种量1×106cell/ml,循环流量1200ml/h,通入10%CO2流量为20ml/min。动态循环运行7d期间后,微藻生长情况良好,运行第5d的固碳速率最高,达到0.67 gCO2/L·d。同时,纤细角毛藻能够快速吸收混合培养液中的无机营养盐,运行7d后,NO3--N、NH4+-N、NO2--N、PO43--P的去除率分别达到96.92%、93.32%、77.48%和88.52%,混合液中N、P浓度均能达到《污水综合排放标准》一级标准值的要求,直接排放不会对外部水环境造成不利影响。 总之,纤细角毛藻既有较强的耐酸性,同时又能够在浓度15%的CO2中正常生长,适于工业废气CO2的固定。利用污水厂剩余污泥作为纤细角毛藻的培养基质,既能降低微藻生产成本,还有利于污泥的减量化和资源化。因此,将污泥利用与微藻固碳相结合的技术,在降低工业CO2排放和减缓温室效应方面具有广阔的应用前景。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 陆继东,华玉龙,孙路石,邓曙天;污水污泥的燃烧特性[J];燃烧科学与技术;2001年03期
2 任伯帜;侯保林;杨艳玲;;粉煤灰改善污水污泥脱水性能的实验研究[J];环境科学与技术;2010年S2期
3 万立国;田禹;张丽君;方琳;;污水污泥高温热解技术研究现状与进展[J];环境科学与技术;2011年06期
4 张增强,薛澄泽;城市污水污泥的堆肥化与资源化[J];环境保护;1997年07期
5 张斌;普红平;;污泥含碳吸附剂的制备与应用研究[J];工业安全与环保;2006年02期
6 刘庆余;刘媛;李辉;;大港污水污泥用于绿地的可行性研究[J];环境卫生工程;2010年01期
7 ;我国污水污泥领域碳排放信息亟待完善[J];中国建设信息(水工业市场);2010年12期
8 蔡晓冬,刘庆余;污水污泥处理处置方法的研究及其发展趋势[J];环境卫生工程;1994年02期
9 李敏,郭静罗,王景;化学前处理——改善城市污水污泥厌氧消化处理的有效途径[J];城市环境与城市生态;1997年04期
10 李桂芳,孟范平;污水污泥对染料废水的吸附脱色性能研究[J];中国海洋大学学报(自然科学版);2005年01期
11 董辉;王国华;孙晓;;影响污水污泥脱水性能因素的探讨[J];上海建设科技;2005年06期
12 孙晓;王国华;;污水厂污泥处置标准体系研究[J];上海建设科技;2009年03期
13 杨虎元;;我国城市污水污泥处理现状[J];北方环境;2010年01期
14 林丰;;污水污泥焚烧处理技术及其应用[J];环境科技;2011年S1期
15 林克惠;;施用污水污泥土壤中重金属的形态[J];农业环境与发展;1985年01期
16 Tamar Barkay;顾群;;施用富金属的污水污泥对草地细菌群落的影响[J];农业环境与发展;1987年02期
17 高标;魏立安;龙琳;;污水污泥热解过程与产气特性的实验研究[J];再生资源研究;2007年02期
18 李娣;陈建林;杨英杰;徐缇;;污水污泥制油技术研究进展[J];环境保护科学;2007年06期
19 王红亮;司崇殿;郭庆杰;;污泥衍生活性炭制备与性能表征[J];山东化工;2008年02期
20 刘庆余;蔡晓冬;;污水污泥的生物处理研究及其展望[J];环境科学进展;1995年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 解庆林;王敦球;张学洪;李金城;;污水污泥资源化研究[A];广西环境科学学会2002—2003年度学术论文集[C];2003年
2 陈伟;;高含水率污水污泥复合页岩制备轻质陶粒研究[A];2011中国材料研讨会论文摘要集[C];2011年
3 白晓慧;;超声波技术与污水污泥及难降解废水处理[A];’2001全国工业用水与废水处理技术交流会论文集暨水处理技术汇编[C];2001年
4 许洲;;解读《城镇污水污泥流化床干化焚烧技术规程》[A];2009(上海)水业热点论坛——中国污水处理厂污泥处理处置论文集[C];2009年
5 赵爱平;;城市污水污泥综合利用技术方法探讨[A];中国环境科学学会2006年学术年会优秀论文集(中卷)[C];2006年
6 张微尘;张书廷;郭静;;含水率对污泥产恶臭气体影响的研究[A];第二届全国恶臭污染测试及控制技术研讨会论文集[C];2005年
7 李兴盛;;城市污水污泥的堆肥化处理与资源化利用[A];四川省循环经济发展模式(Ⅰ)——污泥再生利用[C];2005年
8 贾相如;金保升;肖睿;王清华;;污泥在空气气氛下的燃烧特性研究[A];中国动力工程学会第三届青年学术年会论文集[C];2005年
9 齐虹;马万里;张凤;刘丽艳;李一凡;;城市多介质环境中多溴联苯醚的残留特征研究[A];2011中国环境科学学会学术年会论文集(第三卷)[C];2011年
10 王凯军;王晓惠;吴冰;;第二代污泥厌氧处理工艺的开发[A];2009(上海)水业热点论坛——中国污水处理厂污泥处理处置论文集[C];2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 罗晖;污水污泥页岩建筑材料制备与性能研究[D];重庆大学;2010年
2 张军;微波热解污水污泥过程中氮转化途径及调控策略[D];哈尔滨工业大学;2013年
3 袁绍春;蚯蚓处理污水污泥工艺及蚯蚓粪土地利用研究[D];重庆大学;2012年
4 方琳;微波能作用下污泥脱水和高温热解的效能与机制[D];哈尔滨工业大学;2007年
5 熊思江;污水污泥热解制取富氢燃气实验及机理研究[D];华中科技大学;2010年
6 涂剑成;污水厂污泥中重金属脱除技术及污泥特性变化的研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
7 刘亮;污泥混煤燃烧热解特性及其灰渣熔融性实验研究[D];中南大学;2011年
8 李钢;市政污泥热解减排技术的研究[D];中国矿业大学(北京);2009年
9 张华;北京房山区黄院采石场松散堆积体生态修复技术研究[D];北京林业大学;2013年
10 常风民;城市污泥与煤混合热解特性及中试热解设备研究[D];中国矿业大学(北京);2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 周华;污水污泥热解特性研究[D];上海交通大学;2011年
2 谢爽;利用污水污泥和高浓度二氧化碳培养海洋微藻技术研究[D];中国海洋大学;2010年
3 龚真龙;微波热解污水污泥H_2S释放影响因素及其处理研究[D];哈尔滨工业大学;2013年
4 何益得;污水污泥中重金属在热解过程中行为研究[D];湖南大学;2010年
5 谭涛;污水污泥含氮模型化合物的构建及热解过程中氮转化途径研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
6 王霜;城市污水污泥的热解特性与低温热解实验研究[D];昆明理工大学;2005年
7 侯保林;微波辐射和粉煤灰联合改善污水污泥脱水性能的研究[D];湖南科技大学;2012年
8 崔燕妮;污水污泥微波热解产生NH_3和HCN污染控制研究[D];哈尔滨工业大学;2012年
9 刘伟;污水污泥气化特性研究[D];浙江大学;2011年
10 杨丽君;微波法污水厂污泥制活性炭及其性能研究[D];四川大学;2005年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 记者赵福欣;广州关注污水污泥同步处理[N];中国化工报;2003年
2 记者 覃燕妮 通讯员 李清明;我市污水污泥全部实现无害化处理[N];三峡日报;2008年
3 记者 夏新萍;乌石化分公司从污水污泥中淘金[N];中国石油报;2003年
4 越飞;广东探索城市污泥处理产业路[N];中国建设报;2009年
5 姚伊乐;新型处理工艺基本不排泥[N];中国环境报;2009年
6 本报记者 聂廷勇;重庆着力破解创模难点[N];中国环境报;2011年
7 高春奇 刘飞 黄又生;农户“自扫门前雪”也有奖[N];中国社会报;2009年
8 本报记者 薛秀春;清洁新能源:规模发展正当其时[N];中国建设报;2008年
9 记者 李文洁 刘怀宇;尽早推广垃圾资源化处理[N];东莞日报;2010年
10 毕家立;正确认识直链烷基苯磺酸盐的安全性[N];中国化工报;2002年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978