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利用城市污水培养高脂肪微藻的光生物反应工艺研究

韩松芳  
【摘要】:利用城市污水为培养基培养高脂肪微藻,既可达到生产生物柴油的目的,同时可使污水得到净化,实现其资源化利用。其中开发出具有规模化应用前景的工艺并对其相应操作条件进行优化至关重要。本论文意在设计出一套能够连续运行的柱式工艺来实现微藻的室外高浓度培养,从而为生物柴油的制备提供源源不断的原料,并且努力使出水的氮、磷等水质指标达标排放。 通过文献查阅和课题组前期工作借鉴,筛选了适合室外污水培养的藻种,对污水预处理进行了探讨。室外用实际生活污水培养藻种时,斜生栅藻比蛋白核小球藻具有更好的生长稳定性和更高的脂肪产量,且相对丰度可达93.4%,具有很强的竞争优势,更适合在室外污水中进行培养。生活污水经初沉池沉淀后,可不经高压灭菌处理或超声处理直接用于斜生栅藻的室外培养。 优化了室外污水培养微藻的影响因素,包括光照、混合、二氧化碳加富、磁、培养模式等。柱径越小,斜生栅藻脂肪产量越高,光纤可一定程度上改善大柱径的光生物反应器内部藻的受光情况,从而提高藻的脂肪产量。混合和磁处理均能一定程度提高斜生栅藻的脂肪产量。当二氧化碳加富量为2%时,斜生栅藻的脂肪产量增加最大,是空白组的2.5倍。 确定了最优工艺及其操作条件。在此基础上进行小试试验考察工艺运行稳定性。建立了室外生活污水培养斜生栅藻的柱式工艺。在曝气0.2vvm,1%CO_2加富,50mT循环磁处理,辅以光纤、反光镜、遮光网等光照调节措施,以20%的更新率在8L柱状光生物反应器中半连续培养的培养条件下获得的藻的脂肪产量达到了0.15g/L,且出水中NH_4~+-N、TN、TP均达到一级A排放标准,CODcr达到了一级B排放标准。


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