栅藻贴壁培养处理沼液效果的研究

以栅藻(Scendesmus dimorphus)为研究对象,将微藻培养和养猪沼液废水处理相结合,通过贴壁培养在处理沼液废水的同时耦合藻类油脂生产,并比较了栅藻贴壁培养与悬浮培养藻细胞生长情况及对N的利用效率,为藻类生物燃料生产及降低沼液废水处理成本提供理论依据。结果表明:贴壁培养下藻细胞生物产率为6.15 g·m-2·d-1,高于栅藻悬浮培养的生物产率5.48 g·m~(-2)·d~(-1);贴壁培养下藻细胞对N的吸收率为85.23%,高于悬浮培养N的利用率77.84%。在初始NH_3-N、TP及COD浓度分别为281.2、29.1、551 mg·L~(-1)的沼液废水中贴壁培养栅藻,藻类生长状况与正常BG11培养相近,生物产率分别为6.26 g·m~(-2)·d~(-1)与6.23 g·m~(-2)·d~(-1);油脂含量相差不大,分别占细胞干重的34.6%、35.2%;沼液废水中NH_3-N、TP及COD去除效率分别为99.04%、73.06%和72.32%。     

废水成分对两种微藻净化水质的影响

对微藻净化水质进行了初步研究,在模拟废水中分别培养小球藻(Chlorella vulgaris)和栅藻(Desmodesmus),探索了废水成分对两种微藻脱氮除磷的影响。结果表明,微藻净化水质是高效的,只需培养36 h,氨氮的去除率在90%以上,磷去除率在70%以上。废水中的镁源和碳源对两种微藻净化水质有较大的影响,钙、铁、微量元素等成分影响较小。栅藻比小球藻耐受极端环境能力更强,更适合用于富营养化水体的净化。     

三种微藻对不同氮源去除率及CO2固定效率的研究

水体污染和气候变暖是当今世界面临的重要环境问题,微藻同时具有净化水体及固定CO₂的能力,为探讨藻类对三种混合氮源的去除率及对CO₂的固定速率,本研究以斜生栅藻(Scenedesmus obliquus)、绿球藻(Chlorococcum sphacosum GD)和普通小球藻(Chlorella vulgaris)为试验对象,接种于由尿素氮、硝态氮和铵态氮(质量浓度为247 mg/L)作为混合氮源的缺碳BG-11培养基中,在通入300mL/min的空气提供碳源的条件下研究微藻对不同氮源的去除率及CO₂的固定效率。结果表明,在混合氮源中,三种微藻对氮源的利用存在差异,铵态氮的吸收利用均受到抑制。斜生栅藻对尿素氮、硝态氮、铵态氮的去除率分别92.90%、79.28%、22.86%,对尿素氮的利用率最高;绿球藻分别为78.00%、80.10%和39.45%,普通小球藻分别为62.00%、81.04%、34.66%,绿球藻和普通小球藻均以对硝态氮的利用率最高。斜生栅藻、绿球藻和普通小球藻CO₂最大固定效率分...     

固定化藻类对海水养殖废水中氨氮·无机磷的净化效果

[目的]明确固定化藻类技术应用于净化海水养殖废水的可行性。[方法]采用海藻酸钙凝胶包埋固定的方法,将培养至对数末期的普通小球藻进行固定,制备3、4、5 mm不同粒径的固定化藻球,比较悬浮藻与不同粒径固定化藻球对海水养殖废水中氨氮和无机磷的去除率及微藻的生长特性。并选择直径为4 mm的藻球、空白胶球、悬浮藻液分别按10%和15%的填充率投放入海水养殖废水中,研究不同填充率条件下藻球对海水养殖废水中氨氮和无机磷的净化效果。[结果]4 mm固定化藻球对海水养殖废水中氨氮、无机磷的去除率较高,填充率为15%条件下去除效果更佳,但藻细胞生长被延缓。[结论]该研究可为固定化小球藻处理海水养殖废水的工厂化应用提供科学依据。     

埃氏小球藻去鸡场废水氮磷效果及总脂积累的研究

[目的]规模化畜禽养殖已造成严重的废水污染,本研究拟建立微藻净化畜禽废水技术体系,以期有效脱氮除磷和同时获得大量高脂含量的微藻生物质。[方法]通过检测一养鸡场废水中氮磷等污染成分,并以其为研究对象,选用埃氏小球藻(Chlorella emersonii)为试材,系统分析该微藻在不同稀释倍数的鸡场废水中的生长表型、脱氮除磷效率及油脂产率。[结果]在鸡场废水原液及2倍稀释液中,埃氏小球藻的生长均受到了显著抑制(P0.05),除氮率和油脂产率均较低;在高稀释倍数(≥4倍)的废水中,微藻生长迅速,并且氮磷去除率高达80.3%和75.0%;藻细胞油脂含量随废水稀释倍数的增加而增加,最高达34.6%。[结论]在鸡场废水原液和低倍稀释的废水中,埃氏小球藻生长受阻;在稀释4倍以上的废水中,藻细胞生长良好、脱氮除磷效率和油脂产率均较高。利用微藻处理鸡场废水,既可高效去污,又可获得富油的微藻生物质。这为后续建立基于微藻净化畜禽废水联产生物柴油等高值微藻产品的生产工艺奠定了技术基础。     

绿藻对不同负荷污水的耐受力及水中氮磷的去除效果

为有效解决农村生活污水带来的环境污染问题提供参考依据,采用双因素（污水浓度与绿藻种类）试验,研究蛋白核小球藻、四尾栅藻、短带鞘藻和刚毛藻4种藻类在不同污染负荷污水中的生长状况及其对氮、磷的去除效果。结果表明：在低污染负荷下,蛋白核小球藻叶绿素a含量的增长率高于其他藻种（处理第8天除外）,短带鞘藻和刚毛藻在培养4 d后叶绿素a含量较大幅度增长。蛋白核小球藻处理第4天,TP去除率达95.1%,出水TP达一级A排放标准。第8天时四尾栅藻和短带鞘藻对TN、NH4+-N去除率分别达83.6%、77.0%和75.7%、76.3%。在高污染负荷下,四尾栅藻生长稳定,而蛋白核小球藻、短带鞘藻和刚毛藻在处理初期需短暂适应,第4天后蛋白核小球藻生长速度较快;第8天时蛋白核小球藻去除TP效果最好,去除率达73.6%,四尾栅藻对TN和NH4+-N控制效果明显,去除率分别达88.7%和75.4%。     

两种海藻对模拟海水养殖废水脱氮、除磷能力研究

利用固定化海洋微藻进行海水水产养殖废水中氮、磷的去除能力研究。首先探讨了海洋微藻小球藻(Chlorella sp.)和绿色巴夫藻(Pavlova viridis)对高浓度氨氮的耐受性。其次研究了海藻的脱氮、除磷能力。结果表明：2～10 d微藻生长与对照比无抑制现象,表明两种海洋微藻对20～100 mg·L^-1氨氮具有强耐受力。固定化胶球中细胞密度对氮磷去除有影响,对氮去除的适宜藻细胞密度是250万·胶球^-1,对磷高去除的细胞密度是1 000万·胶球^-1。小球藻的脱氮除磷能力大于绿色巴夫藻,在50 mg·L^-1初始浓度下,5 d氨氮去除率为33.8%。5 d磷最高达到32.0%。去污结束时,藻细胞均有生长,固定化细胞1 000万·胶球^-1增长率最低。本研究可为藻类净化海水养殖废水提供一定参考。     

栅藻贴壁培养供氮策略研究

[目的]贴壁培养是微藻培养的一种新方法,具有克服传统液体悬浮培养方式耗水量大、收获困难、能耗高等优势。当该方法用于培养富油微藻时,一个亟待回答的问题是如何调控氮元素供给以获得高产油率。本文旨在研究氮元素对微藻贴壁培养时生长和油脂积累的影响以及优化氮营养的供给。[方法]以栅藻(Scenedesmus obliquus)为目标藻种进行贴壁培养,设定不同氮浓度和总氮量处理,检测不同氮供给方式对栅藻生长和油脂积累的影响。[结果]在贴壁培养条件下,恒定氮浓度为1.76mmol·L~(-1)时,栅藻总脂和TAG产率分别高达3.80和2.01g·m~(-2)·d~(-1)。总氮量为1.76mmol时,可使得160cm~2的栅藻总脂和TAG产率达到最大值。[结论]栅藻贴壁培养优化供氮策略为60L氮浓度为1.76mmol·L~(-1)的BG-11培养基可使得1m~2接种量为10g·m~(-2)的栅藻的总脂和TAG产率达到最佳值。     

微藻对天然橡胶加工废水的处理效果

为探索微藻对天然橡胶加工废水处理的可行性,笔者进行了念珠藻（Nostoc sp.）、鱼腥藻（Anabaena sp.）、鞘丝藻(Lyngbya sp.)和小球藻（Chlorella sp.）在天然橡胶加工废水中的适应性试验,检测了小球藻对不同处理阶段的天然橡胶加工废水的总氮（TN）、总磷(TP)、化学需氧量（COD）的去除效果;检测了废水培养小球藻至对数期后添加营养液后藻种密度、pH及导电率的变化。结果表明:4种藻种中,小球藻在天然橡胶加工废水中的适应性最强。废水中TN,TP,COD浓度越高,微藻对其去除效果越好。去除效果依次为废水原液>厌氧发酵废水>处理后废水。小球藻可以高效去除天然橡胶加工废水中的TN,TP,COD,对橡胶加工废水原液TN,TP,COD去除率分别为89.21%%, 70.00%, 49.33%。利用天然橡胶加工废水培养小球藻至对数期后添加营养液可以有效延长培养时间。     

固定化藻菌净化水产养殖废水效果及固定化条件优选研究

为研发净化水产养殖废水的菌藻固定化体,以蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidosa Chick)、光合细菌(Photosynthetic bacteria,PSB)和海藻酸钠、CaCl_2等为试验材料,采用正交法等方法,研究了菌藻固定球的制备方法与条件,比较分析了固定化菌藻球对养殖废水的净化去除效果。结果表明,包埋蛋白小球藻和光合细菌的最适条件为2%海藻酸钠与6%氯化钙交联24 h。养殖废水中,藻菌固定球在1~4 d对PO_4~(3-)-P去除率显著高于蛋白核小球藻和光合细菌(P0.05),在5~8 d对NH_4~+-N去除率也显著高于后两者。固定化菌藻球在24℃对磷和氮去除率最高分别可达84%和95%。本研究表明,合理的固定和使用菌藻结合体可显著提高对养殖废水的净化效率,使用藻菌固定化球净化养殖废水比单独使用菌类或藻类效果更好。     

5种微藻及其密度对铜绿微囊藻生长的影响

以同周期单独培养的微藻生长密度为对照,采用等重复两因素完全随机试验设计开展淡水养殖池塘中5种常见微藻即淡水小球藻(C.vulgaris)、四尾栅藻-FACHB-1297(S.quadricauda)、蹄形藻(K.lunaris)、鱼腥藻-FACHB-1299(Anabaena Broy sp.)、颤藻-FACHB-1120(Oscillatoria sp.)及其密度对铜绿微囊藻(M.aeruginosa)生长影响的研究。结果表明:5种微藻的初始密度对铜绿微囊藻的生长有显著影响,当铜绿微囊藻初始密度最小为4.5×105个/mL时,呈现5种微藻密度增加对铜绿微囊藻生长抑制效果越明显的规律,而当铜绿微囊藻的初始密度较高时,则5种微藻密度的增加对铜绿微囊藻生长抑制效果不明显,同时铜绿微囊藻的初始密度不同也显著影响微囊藻的生长。t检验结果也表明:铜绿微囊藻在分别与淡水小球藻、鱼腥藻、颤藻混合培养时,生长速度均显著受到抑制,而与四尾栅藻混合培养时,生长速度受到抑制不显著。因此试验用5种微藻中,淡水小球藻、鱼腥藻、颤藻均对铜绿微囊藻生长有抑制作用,且淡水小球藻对微囊藻生长抑制效果最明显,蹄形藻对微囊藻的生长促进作用明显。通过竞争参数计算几种微藻对铜绿微囊藻的竞争抑制强度从大到小依次为淡水小球藻、鱼腥藻、颤藻、四尾栅藻、蹄形藻。     

藻-菌耦合系统对猪场沼液的净化效果及其影响条件研究

针对猪场沼液中氮磷含量高且碳氮比严重失调不利于生化处理这一问题,选用对养猪废水净化效果好的近具刺链带藻和有机物降解效率高的商业化菌剂构建藻-菌系统,探讨其对猪场沼液的净化效果及其运行条件。结果表明,添加有机物降解菌不仅有助于促进微藻的生长,使微藻生物量最大值达到1.47 g·L-1,较未添加菌剂处理提高了23.53%,还能促进废水中碳氮磷的去除效果,其中总有机碳、氨氮和总磷的去除率分别提高了13.40%、3.39%和5.90%。藻-菌系统在不同温度条件下对猪场沼液中碳氮磷的净化效果差异明显。温度为30℃时最利于藻菌系统中微藻的生长,且对总有机碳和总磷的去除效果最好,此时微藻生物量最高值能达到2.21 g·L-1,总有机碳和总磷去除率为72.64%和26.66%;而最利于氨氮去除的温度为40℃,这与高温条件下氨氮易挥发有关。不同光照强度下藻-菌系统对污染物净化能力也不同。随着光照强度的增加,系统中微藻生长速度和光合产氧能力逐渐增加,系统对碳氮磷的去除效果也增强,而当光照强度从400μmol photons·m-2·s-1增加到600μmol photons·m-2·s-1时系统中微藻的生长速度和污染物的去除效果并没有提高,可见将光照强度控制在400μmol photons·m-2·s-1时系统中微藻生物量、总有机碳、氨氮和总磷去除率最高,分别为2.35 g·L-1、57.03%、68.01%和59.66%。研究表明,添加有机物降解菌可以促进微藻的生长,从而促进其对猪场沼液的净化效果,该藻菌系统运行的适宜温度和光照条件分别为30℃和400μmol photons·m-2·s-1。     

三种微藻与苯酚的相互作用研究

[目的]研究小球藻、螺旋藻和斜生栅藻3种微藻与苯酚的相互作用。[方法]以小球藻、螺旋藻和斜生栅藻为藻种,人工模拟配置不同浓度苯酚的废水为受试水样,进行微藻与苯酚的相互作用研究。[结果]苯酚对小球藻的生长具有促进作用,而对螺旋藻和斜生栅藻均有一定的抑制作用,其中螺旋藻表现得更为敏感,当苯酚浓度高于200 mg/L时,螺旋藻死亡;小球藻、斜生栅藻对低浓度苯酚均有一定的去除能力,并随苯酚浓度增加其去除苯酚能力减弱。[结论]利用微藻处理低浓度含酚废水具有一定的应用价值。     

城市生活污水中富油微藻的筛选

为筛选在城市生活污水中生长快、产油高的微藻,从污水样品中分离出40株微藻,采用高通量方法（96孔板培养、尼罗红染色）从中筛选出一株优良藻株,经18S rRNA基因序列分析及形态学鉴定属于小球藻属（Chlorella）。污水培养7 d后,其油脂含量达31.21%,污水的TN、NH+4-N、TP和COD去除率分别为71.6%、98.2%、99.4%和78.8%。该藻株在污水处理与微藻生物能源生产耦合系统中具有潜在的应用前景。     

多种藻类对As(Ⅲ)的耐受性及吸附研究

[目的]筛选到在自然条件下能有效去除水体中砷污染的微藻。[方法]以4种微型绿藻(小球藻Chlorella sp.(zfsaia)、Chlorellaminata、Chlorella vulgaris和羊角月牙藻Selenastrum capricormulum)为材料,选取6个不同浓度的As(III)(0.5、1.0、2.0、5.0、10.0、20.0mg/L)进行培养处理,以生物量、叶绿素a含量等生理指标研究这4种藻类对砷的耐受性及其吸附情况。[结果]小球藻Chlorella sp.(zf-saia)对砷的毒害有敏感性,当砷浓度超过10 mg/L时,其生长受到抑制,EC50值为17.32 mg/L;当砷浓度在0～20 mg/L范围内,羊角月牙藻Selenastrum capricormulum、小球藻Chlorella minata和Chlorella vulgaris生长不受影响,对砷具有较高的耐受性,24 h后,它们对砷的去除率分别达77.02%、72.18%和81.36%。[结论]该研究表明藻类在治理含砷废水和作为砷污染废水的指示性植物等方面具有良好的应用前景。     

微藻为营养源固定化硫酸盐还原菌对含铜废水动态去除试验研究

从底泥中筛选了一株脱硫弧菌属(Desulfovibrio)硫酸盐还原菌(SRB),选取易分解的普通小球藻、斜生栅藻、羊角月牙藻、螺旋鱼腥藻作为其营养源,以聚乙烯醇和海藻酸钠为主要包埋材料制备固定化SRB微球,并采用正交实验对包埋条件进行优化,然后通过上流式厌氧反应器考察了固定化SRB微球对含铜废水的长期处理效果。结果表明:微藻经过5 d发酵可分解为丙酸、丁酸、戊酸等脂肪酸,其中斜生栅藻由于发酵产物最佳被选为SRB营养源。制备微球最优配比为聚乙烯醇用量2%、海藻酸钠1%、氯化钙6%、二氧化硅1%、菌液50 m L,而且二氧化硅与聚乙烯醇用量对硫酸盐去除率影响最大。上流式厌氧反应器在反应初期对污染物的去除以微球的吸附作用为主,5 d后SRB菌发挥作用,在反应器运行0~36 d期间Cu2+的去除率可达到98%以上,运行45 d基本失效。每克微藻对Cu2+、SO2-4去除能力分别为45.28、182.17 mg·d~(-1)。     

沼液兼养培养微藻潜力及不同有机碳源影响

利用沼液培养微藻可在收获藻生物质的同时回收碳、氮、磷养分,是沼液资源化利用极具潜力的途径。与光合自养相比,兼养培养可实现藻生物量快速积累,且对光、碳利用灵活,与透光性不佳的沼液相性较好,但目前缺乏相关研究论证其可行性。本文首先选取了小球藻 Chlorella sp.、蛋白核小球藻 Chlorella pyrenoidosa、栅藻 Scenedesmus sp.,以葡萄糖为碳源利用猪粪沼液对 3株微藻进行了兼养培养。结果显示,兼养策略可在大幅强化藻生物量积累的同时协同提升沼液污染物去除。其中,Chlorella pyrenoidosa展现出最佳的生物量及养分去除优势,培养7 d生物量可达1.51 g·L^-1,为光合自养的6.12倍,沼液COD、氨氮、总氮、总磷去除率较自养分别提高了20、36、41个和32个百分点。本研究进一步考察了具备两种典型碳代谢路径的有机碳源（葡萄糖-三羧酸循环,乙酸钠-乙醛酸循环）对Chlorella pyrenoidosa沼液兼养培养的影响,发现葡萄糖相较于乙酸钠更适宜作为沼液兼养培养的有机碳源,且葡萄糖浓度与利用效率呈负相关,1 g·L^-1葡萄糖浓度条件下Chlorella pyrenoidosa具有最高的单位有机碳生物量产率。此外,兼养微藻通过代谢葡萄糖可协同提升光合性能,使PSⅡ最大量子产量、实际量子产量、调节性能量耗散量子产量等维持较高水平,既弥补了沼液弱透光下光能不足,也强化了持续光照后的光系统损伤恢复机制。因此,本研究认为以添加1 g·L^-1葡萄糖的沼液兼养培养Chlorella pyrenoidosa是克服沼液养藻光衰减等不利因素,强化微藻生物量产量及养分回收效率的有效方式,在畜禽养殖场沼液生物消纳与资源化利用方面有较好的应用前景。     

多种藻类对As(Ⅲ)的耐受性及吸附研究(英文)

[目的]筛选到在自然条件下能有效去除水体中砷污染的微藻。[方法]以4种微型绿藻 (小球藻Chlorella sp.(zfsaia)、Chlorella minata、Chlorella vulgaris和羊角月牙藻Selenastrum capricormulum)为材料,选取6个不同浓度的As(III)(0.5、1.0、2.0、5.0、10.0、20.0 mg/L)进行培养处理,以生物量、叶绿素a含量等生理指标研究这4种藻类对砷的耐受性及其吸附情况。[结果]小球藻Chlorella sp. zfsaia对砷的毒害有敏感性,当砷浓度超过10mg/L时,其生长受到抑制,EC50值分别为17.32 mg/L;当砷浓度在0～20 mg/L范围内,羊角月牙藻Selenastrum capricormulum、小球藻Chlorella minata和Chlorella vulgaris生长不受影响,对砷具有较高的耐受性,24 h后,它们对砷的去除率分别达77.02%、72.18%和81.36%。[结论]该研究表明藻类在治理含砷废水和作为砷污染废水的指示性植物等方面具有良好的应用前景。     

两种培养基下3种藻类的生长情况比较

[目的]比较两种培养基下铜绿微囊藻、蛋白核小球藻和四尾栅藻的生长情况。[方法]选用两种培养基(M11和水生四号)对藻铜绿微囊藻、蛋白核小球藻和四尾栅藻进行培养,观察并计算培养期间的藻密度和比增长率。[结果]在温度26℃、光强3 000 lux、光暗比12 h∶12 h条件下,使用M11培养基培养3种藻所得最大藻细胞浓度均大于水生四号培养基的。铜绿微囊藻的μmax和μave在水生四号培养基中更大,蛋白核小球藻和四尾栅藻的μmax和μave均在M11培养基更大。[结论]总体来讲,M11培养基比水生四号培养基更适合这3种藻的实验室培养。     

小球藻和双眉藻对虾塘养殖废水氮、磷的去除效果

以分离自海南海域的两株微藻小球藻HNC11（Chlorella sp.HNC11）和双眉藻HNY（Amphora sp. HNY）为材料,研究其对虾池废水中氮和磷的去除效果。结果表明,两株微藻在富氮和富磷的虾池废水中均能正常生长,双眉藻相对生长速率是其在宁波三号培养基条件下的3.73倍;在3 L的玻璃三角瓶中培养4 d后,小球藻和双眉藻对对虾养殖废水活性磷的去除率分别达到95.1%和90.8%,对氨态氮的去除率分别为87.1%和37.4%,两种藻对硝态氮和亚硝态氮的去除效果均不显著。