微藻固定实际烟道气中CO_2的研究

【摘要】：碳减排已经成为大气污染控制工程的研究热点。目前CO_2的减排技术可以分为物理处理、化学处理及生物固定三类。其中生物固定方法中,微藻由于具有光合速率高、繁殖快、环境适应强、处理效率高以及易与其它工程技术集成等优点,而成为最有前途的固碳方法,已是学术界研究的热点。 本文主要从三个方面开展微藻固碳研究。开发工业烟道气减排的中试系统,研究化学调控剂对微藻的生长和固碳影响及其作用机制。具体内容如下: 1)开发工业烟道气减排的中试系统,本文采用自行设计的100 L气升式光生物反应器,在武钢焦化公司建立一套对烟道气进行CO_2减排的微藻中试固碳系统。并进行中试实验,重点研究了斜生栅藻在烟道气的环境中的生长状况及其固碳效率。研究表明斜生栅藻在烟道气中的作用下,其生长状况良好,其对烟道气中CO_2的减排效率能够达到50%以上; 2)为进一步加强微藻的固碳作用,我们研究了五种化学调控剂对微藻的生长及固碳的影响。研究发现在相同培养条件下,不同化学调控剂对微藻生长的最佳添加浓度是:赤霉素1.0 mg/ml,生长素2.0 mg/ml,甘氨酸25×10-6 mg/ml,甘氨酸镁50×10-6 mg/ml,2,4-二氯苯氧乙酸1.0mg/ml。在相同培养条件下,25×10~(-6) mg/ml的甘氨酸对微藻的作用效果最好,日均生长量达到0.24 gd~(-1)l~(-1),其CO_2固定速率为0.40 gd~(-1)l~(-1)。 3)通过测定斜生栅藻的叶绿素含量和胞外碳酸酐酶的含量变化情况以研究甘氨酸对微藻固碳的作用机制。研究发现25×10-6mg/ml浓度的甘氨酸下,其叶绿素a和叶绿素B的含量较其他浓度调控的微藻上升较快。同时研究了碳酸酐酶的变化情况,因碳酸酐酶是诱导酶,斜生栅藻在高浓度15%(V/V)CO_2下,胞外碳酸酐酶的活性几乎没有。在3%(V/V)CO_2下,其胞外碳酸酐酶的含量有明显的变化。 上述研究证实了微藻减排烟道气中的CO_2在工业上是可行的,且符合可持续发展要求。