8种不同絮凝剂对埃氏小球藻絮凝效应的研究

[目的]建立简易高效收集能源微藻的技术体系。[方法]以埃氏小球藻(Chlorella emersonii)为目标藻株,选取金属盐类(氯化铁、硫酸铁、氯化铝、硫酸铝钾,)、碱类(氢氧化钠、氢氧化钙)和有机高分子化合物类(聚丙烯酰胺、壳聚糖)为絮凝剂比较分析其在小球藻采收时絮凝效率和相应的絮凝条件。[结果]综合考虑絮凝效果和絮凝剂用量,这8种絮凝剂里硫酸铁、硫酸铝钾,氢氧化钙和氢氧化钠可以有效地絮凝小球藻,具体结果为:静置80min,硫酸铁浓度为0.3g·L-1,絮凝效率为95%;硫酸铝钾浓度为0.7g·L-1,絮凝效率95%;氢氧化钙浓度为0.5g·L-1,絮凝效率97%;氢氧化钠浓度为0.9g·L-1,絮凝效率93%。[结论]综合成本、絮凝效率、环境影响等因素,氢氧化钙是最佳的采收小球藻的絮凝剂,其最佳絮凝条件为藻液pH=8,OD680=1.2,搅拌速率150r·min-1,搅拌时间2min。     

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。     

小球藻无菌培养体系的建立及培养条件的优化

[目的]埃氏小球藻(Erichsen Chlorella)富含油脂、具有高效光合固碳能力,是生产生物柴油的优质藻种。杂菌污染和培养条件是制约小球藻生物量和油脂产量以及规模化培养生产的重要因素。为有效防除杂菌污染,优化埃氏小球藻培养条件,[方法]本试验选用5种普通抗生素即头孢霉素(Cefo)、氨苄霉素(Amp)、羧苄霉素(Car)、硫酸新霉素(Nw)和利福平霉素(Rif),检测其不同剂量和组合对埃氏小球藻除菌效果及生长的影响。分析初始接种量、藻液pH、培养温度和盐浓度等因子对埃氏小球藻生长的影响。[结果]综合评定各项指标,建立埃氏小球藻无菌培养体系和优化的培养条件。[结论]抗生素组合为Rif+Cefo(30mL·L~(-1)+100mL·L~(-1));最适培养条件为:接种的初始OD值0.2,pH范围8.5~9.5,培养温度(25±0.5)℃,盐浓度<0.01mol·L~(-1)。     

微藻自絮凝采收工艺研究

[目的]研究微藻低成本采收工艺。[方法]通过对微藻表面电荷与细胞自絮凝关系的研究,获得细胞自絮凝的机理。明确pH、微藻养殖深度、微藻细胞浓度和日辐射量对微藻细胞表面的影响,分析影响试验结果的主要因素,总结出微藻自絮凝条件。[结果]在750 nm处吸光度(OD_(750nm))大于5.0、液层深度2 cm、日辐射量16.2~28.1 MJ/(m~2·d)时,3~5 h均可实现自絮凝沉降,沉降率均在75%以上。[结论]该研究可为微藻低成本自絮凝采收提供理论依据。     

7种试剂对3种饵料微藻絮凝效应的研究

[目的]探讨絮凝剂对牟氏角毛藻、微绿球藻、湛江等鞭金藻3种海洋饵料微藻的絮凝效应。[方法]采用5种无机试剂和2种有机试剂分别以6种不同的浓度处理藻液,连续4h跟踪测定藻细胞的沉淀情况。[结果]5种无机试剂对3种海洋饵料微藻均有一定的絮凝作用,而2种有机试剂的絮凝效果均不明显。硫酸锌和硫酸铝对牟氏角毛藻的絮凝效果明显;明矾、硫酸锌和聚合氯化铝对微绿球藻的絮凝效果明显;硫酸铝对湛江等鞭金藻的絮凝效果较明显。[结论]为生产性海洋饵料微藻的采收提供理论依据。     

微藻生物质采收方法的经济性和效率研究进展

大规模微藻养殖中,生物质采收是一个重要环节,约占生产成本的20％～30％.其关键技术是将微米级的藻细胞从含水率超过99％的原液中有效分离出来.因此,生物质回收率、收获后藻体的含水量、处理速率、成本等因素是评价微藻生物质采收方法优劣的重要指标.从特点、效率、经济性和适用范围几个方面综述了絮凝、离心、过滤、气浮和沉降5种常用的微藻收获方法.     

海洋微藻的加压气浮采收工艺研究

对小球藻Chlorococcum sp.和金藻Dicrateria zhanjiannsis的回流式、气液加压气浮采收工艺进行了研究,通过单因子和综合因子试验,探讨了微藻液位高度、藻液流量、溶气压力和气体流量对微藻采收效果的影响.结果表明:微藻液位高度对小球藻和金藻采收效果的影响最显著;当微藻液位高度、藻液流量、溶气压力或气体流量分别为1.2m、400 L/h、0.6 MPa或120 L/h时,微藻可获得较好的采收效果;小球藻Ⅰ、小球藻Ⅱ和金藻的最大采收率分别为60.3％、68.1％和65.4％.试验结果显示,在不改变藻液pH值和不添加絮凝剂的条件下,利用回流式、连续加压气浮技术对微藻进行采收,采收效果优于传统气浮采收.     

微藻絮凝采收技术研究进展

当前,能源危机和环境污染的双重压力严重制约着经济发展,开发清洁可再生型生物燃料显得尤为重要.微藻具有易繁殖、富含脂质、不与农作物争地等特点,被认为是极具前景的生物燃料,但微藻采收的高成本是藻类工业化的主要瓶颈.絮凝法是收获微藻生物质高效和优选的方法.该文简述了目前已使用的一些微藻絮凝采收方法,比较了化学絮凝、生物絮凝和物理絮凝等方法的收获效率、能耗及技术可行性,分析了各种方法的絮凝机理和影响因素,旨在为选择适宜的微藻采收方法提供参考.     

碱法絮凝采收聚球藻7002的研究

[目的]探究碱法絮凝采收聚球藻7002的效果和机制。[方法]通过研究不同pH、沉降时间和藻细胞浓度对絮凝效果的影响,确定碱法絮凝聚球藻7002的最佳条件,通过检测藻体Zeta电位和藻体沉淀中Ca~(2+)和Mg~(2+)的浓度,分析碱法絮凝收集聚球藻7002的机制,并根据采收的藻细胞的生长情况,评估碱絮凝方法的安全性。[结果]碱法絮凝采收聚球藻7002的最佳pH和沉降时间分别为10.5和120 min,采收过程不受藻细胞浓度的影响。当絮凝pH为10.5时,藻体Zeta电位(绝对值)最低,Mg(OH)_2沉淀大量形成,并通过正负电荷中和作用诱导藻细胞絮凝。此外,pH 10.5的絮凝条件不会对藻细胞的生理活性产生明显影响。[结论]该试验得到了一种经济高效采收聚球藻7002的方法。     

异养小球藻细胞采收方法的研究

异养小球藻体积小、发酵液成分复杂,导致藻细胞采收困难、采收成本高。通过比较三氯化铁、硫酸铝、壳聚糖、聚丙烯酰胺、霉菌5种絮凝剂,并利用单因素试验、响应面分析对三氯化铁絮凝法收集异养小球藻进行工艺条件优化,获得了二次回归模型。得到了最优变量为三氯化铁添加量2.0 g·L^-1、搅拌速率150 r·min^-1、搅拌时间20 min,在此条件下,异养小球藻采收率达到95.3%,收集成本为0.07元·kg^-1。采收率高、采收成本低,为工业化应用奠定了基础。     

蛋白核小球藻超声波破壁方法的优化

[目的]蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidosa)生长快、光合作用强、富含蛋白质和油脂等化合物,可广泛应用于食品、医药和生物能源等行业。建立简易、安全和高效的藻细胞破壁技术是蛋白核小球藻等微藻高值天然化合物萃取及其商业化生产的关键环节之一。[方法]本文以蛋白核小球藻为试材,以细胞破碎率和油脂得率为指标,对超声波破壁法的条件(藻液体积、藻细胞含水量等)和参数(功率、时间、温度等)进行系统优化。[结果]结果表明,超声波破壁最佳条件和参数为:室温25℃,湿藻液pH5,藻细胞含水量20%～50%,超声波输出功率250 W,处理时间为15min,和处理量每次120mL。依此条件和参数进行处理,蛋白核小球藻破壁率达94.8%,油脂萃取率达40.1%。[结论]这一优化的超声波破壁方法简便高效、成本低,对后续产品加工无负影响,为建立蛋白核小球藻高值天然产物的规模化生产工艺提供了科学依据。     

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。     

用响应面法优化小球藻絮凝沉降工艺的研究

以氢氧化钙为絮凝剂,对海水小球藻Chlorella vulgaris絮凝工艺效果进行了试验研究.单因素试验结果表明,当絮凝时间为60～ 80 min、氢氧化钙添加量为0.6～0.8 g/L和藻液pH为8～10时,最有利于小球藻的采收.在单因素试验的基础上,利用响应面法对小球藻的絮凝条件进行了优化,建立了二次回归模型.通过分析得出：各因素对小球藻采收率均有极显著性影响（P＜0.01）,影响次序为氢氧化钙添加量＞絮凝时间＞藻液pH;絮凝时间与藻液pH以及氢氧化钙添加量与藻液pH的交互作用对小球藻采收率均有极显著性影响（P＜0.01）.利用回归方程预测小球藻的最佳絮凝条件,当絮凝时间为77 min、氢氧化钙添加量为0.7 g/L、小球藻液pH为9.3时,小球藻的采收率可达93.9％.     

小球藻的风干致死及干燥保护研究

[目的]研究小球藻的风干致死及干燥保护方法。[方法]比较7种保护剂对处于对数生长期的小球藻细胞的保护作用。[结果]海藻糖对藻细胞的保护效果最好,当海藻糖用量为5%时,藻细胞存活率提高了50%。[结论]该研究结果对淡水微藻的诱变育种具有重要指导意义。     

小球藻的风干致死及干燥保护研究

[目的]研究小球藻的风干致死及干燥保护方法。[方法]比较7种保护剂对处于对数生长期的小球藻细胞的保护作用。[结果]海藻糖对藻细胞的保护效果最好,当海藻糖用量为5%时,藻细胞存活率提高了50%。[结论]该研究结果对淡水微藻的诱变育种具有重要指导意义。     

小球藻对3种常用抗生素的敏感性研究

[目的]探讨小球藻（Chlorellasp.）对3种常用抗生素的敏感性。[方法]采用分光光度法研究了青霉素、氨苄青霉素、头孢他啶3种常用抗生素对小球藻生长的影响,以确定分离、纯化微藻时对藻细胞无害并能抑制伴生杂菌生长的抗生素浓度。[结果]小球藻对青霉素较为敏感,而对氨苄青霉素和头孢他啶敏感性较弱,低浓度（1.0 mg/L）的氨苄青霉素对微藻细胞生长有明显促进作用。[结论]氨苄青霉素可用于小球藻纯化过程中抑菌,其适宜浓度为1.0 mg/L。     

3种微藻在特定波长下的光密度与其单位干重·细胞浓度间的关系研究

[目的]测定3种微藻的生物量,实现3种微藻的光密度、单位干重和细胞浓度间的相互换算。[方法]测定蛋白核小球藻、杜氏盐藻和钝顶螺旋藻在680、630和560nm下的OD值及其单位干重和细胞浓度,并进行线性拟合。[结果]3种微藻的OD值与其单位干重、细胞浓度（钝顶螺旋藻除外）均呈较好的线性关系,相应的回归方程为：小球藻细胞浓度（万个/ml）=1557 OD680-34.716,小球藻单位干重（mg/ml培养液）=0.2074 OD680＋0.0022;杜氏盐藻的细胞浓度（万个/ml）=901.98 OD630＋5.1408,杜氏盐藻单位干重（mg/ml培养液）=0.7516 OD630＋0.015;钝顶螺旋藻单位干重（mg/ml培养液）=0.2394 OD560-0.0001。[结论]在一定范围内,可以通过相应的线性方程,快速、方便地测定3种微藻的生物量,并实现相应微藻3种生物量指标间的相互换算,从而为相应微藻生物量的测定比较提供依据。     

轮虫对2种不同微藻饵料的摄食量研究

[目的]通过探测轮虫对2种微藻(小球藻和转基因金属硫蛋白聚球藻)的摄食情况,研究轮虫对不同微藻的摄食量,确定轮虫在生长繁殖的过程中每天摄食单细胞藻的量,并比较了2种细胞大小相差悬殊的微藻对轮虫的投喂效果。[方法]分别置于不同培养条件(自然、黑暗)下,利用不同的微藻作壶状臂尾轮虫(Brachionus urceus)的饵料,每天计数轮虫密度,并用分光光度计测微藻的OD值。[结果]结果表明,轮虫每天摄食量与饵料的密度密切相关,密度越高摄食量越大,而且小球藻的饵料效果好于转金属硫蛋白聚球藻。[结论]为有效地促进轮虫养殖业的发展奠定了基础。     

光密度法与计数法测定3种能源微藻细胞生长的相关性及其验证

[目的]探讨3种能源微藻细胞数量和藻液光密度之间的相关性,验证以光密度法测定细胞生长密度的可行性,为能源微藻的生长和生理生化研究提供简便方法与参考依据.[方法]选取三角褐指藻Phaeod1actylum tricornutum、亚心形扁藻Platymonas subcordiformis和海洋小球藻Chlorella vulgaris 3种能源微藻为生物材料,以添加f/2营养液的人工海水为培养介质,在植物培养箱中利用三角瓶进行一次性培养试验.利用显微镜计数法观测微藻的细胞密度,测定各藻液在680 nm处的光密度值,并进行线性拟合获取回归方程,比较两种测定方法所得的藻细胞密度值.[结果]3种能源微藻的细胞密度与藻液光密度有显著的线性正相关,其回归方程分别为:三角褐指藻细胞密度(104个/mL)=1405OD680-59.745,R2=0.9942;亚心形扁藻细胞密度(104个/mL)=216.94 OD680+0.9743,R2=0.9947;海洋小球藻细胞密度(104个/mL )=2170.1 OD680+ 18.569,R2=0.9927.在各微藻生长第5、7和9d中,利用显微镜计数法所得细胞数目和光密度法换算所得细胞数目没有明显差别.[结论]光密度法是一种可测定微藻细胞生长的快速、简便、有效的方法,可广泛应用于能源微藻的生长、生理生化研究.     

水产养殖废水脱氮除磷微藻的筛选

[目的] 筛选对养殖废水具有脱氮除磷效果的微藻藻种.[方法] 选取小球藻JY-1(Chlorella sp.JY-1)、小球藻SY-4(Chlorella sp.SY-4)以及链带藻SH-1(Desmodesmus sp. SH-1)等3株微藻为研究对象,研究其对水产养殖废水脱氮除磷的效果.[结果] 培养5 d,JY-...