微藻的分离筛选及以养猪废水为培养基生产碳水化合物

论文摘要

化石燃料在全球范围内被广泛应用,然而化石燃料在自然界的储存是有限的,并且在燃烧过程中,释放大量的有害气体,危害人类健康,还会造成温室效应。由于化石燃料的枯竭而导致的能源危机以及原油产业经济波动的问题逐渐变得严峻,因此需要找到其它替代品来满足日益增加的能源需求。清洁能源的生产一直是人类面临的挑战,从上个世纪以来,许多研究围绕风能、地热能、太阳能与生物质能源,与其它能源相比,生物质能源引起了人们的极大兴趣,生物质能源主要由生物体积累而来。微藻吸引了越来越多人的关注,由于其具有生产生物质能源的潜力。但微藻培养过程中需要消耗营养物质来积累生物质,用废水培养微藻被认为是获得微藻生物质的理想方案,而含有高浓度氨氮的养猪废水适用于微藻的生长和碳水化合物的积累。目前微藻生物质能源的大规模应用受到限制,主要是由于收获的生物质少,碳水化合物含量低。本研究从哈尔滨市的水中分离出37株藻,将其中3株具有带表性藻株进行鉴定,最后筛选得到一株碳水化合物含量较高的藻株,与另一株从台湾南部沿海地区筛选出的Chlamydomonas sp.JSC4以未稀释的养猪废水为培养基进行培养。对两株藻的培养条件(温度、光照)进行优化,以获得最大的生物量以及碳水化合物含量,并对两株藻同化废水中营养物质的情况进行了分析。实验结果表明:(1)经过形态学与分子生物学的鉴定,确定3株(QWY28、QWY36与QWY37)藻分别为凯氏拟小球藻、栅藻和衣藻,命名为Parachlorella kessleri QWY28,Desmodesmus sp.QWY36,和Chlamydomonas sp.QWY37。最后筛选出QWY28这株碳水化合物含量最高藻。(2)30℃为两株藻的最佳生长温度,此时,QWY28与JSC4的最高碳水化合物含量分别47.7%、44.5%,最高碳水化合物产率为357.3 mg/L/d与407.2mg/L/d。600μmol/m~2/s为两株藻的最佳光照强度,QWY28与JSC4的最大生物量分别为10.59 g/L与12.19 g/L,最高碳水化合物含量分别,60.4%、63.8%,最高碳水化合物产率为877.8 mg/L/d与1029.5 mg/L/d。不同温度下两株藻的碳水化合物含量及生产率相差不大。在最佳的光照强度下,JSC4的生长速度更快,碳水化合物的生产率更高。两株藻的碳水化合物含量较高,油脂含量都比较低。(3)这两株藻能在养猪废水中正常存活并健康的生长,能够有效的同化废水中营养物质(N、P与COD)。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
•   1.1 课题背景及研究的目的和意义
•   1.2 养猪废水的危害
•   1.3 废水培养微藻的优点
•   1.4 微藻生物能源
•     1.4.1 生物柴油的生产
•     1.4.2 生物乙醇的生产
•     1.4.3 生物甲烷和生物氢的生产
•   1.5 影响微藻在养猪废水中生长的因素
•     1.5.1 养猪废水中营养物的影响
•     1.5.2 培养条件的影响
•     1.5.3 养猪废水中有毒物质的影响
•     1.5.4 养猪废水中细菌的影响
•   1.6 研究目的、意义及内容
•     1.6.1 研究目的及意义
•     1.6.2 研究的主要内容
• 第2章 实验材料与方法
•   2.1 实验材料
•     2.1.1 实验藻株及培养条件
•     2.1.2 养猪废水水质
•   2.2 实验试剂与仪器
•     2.2.1 实验试剂
•     2.2.2 实验仪器
•   2.3 实验方法
•   2.4 实验分析指标与检测方法
•     2.4.1 水质指标
•     2.4.2 微藻碳水化合物测定
•     2.4.3 微藻油脂含量测定
• 第3章 微藻的分离、筛选与鉴定
•   3.1 引言
•   3.2 微藻的分离、纯化
•   3.3 微藻的鉴定
•     3.3.1 形态学观察
•     3.3.2 18SrDNA鉴定
•   3.4 微藻的筛选
•     3.4.1 微藻的初步筛选
•     3.4.2 微藻的复筛
•     3.4.3 微藻的理化性质
•   3.5 小结
• 第4章 基于养猪废水中微藻培养条件的优化
•   4.1 引言
•   4.2 温度优化
•     4.2.1 温度对QWY28 生长的影响
• 2的影响'>    4.2.2 温度对QWY28 固定CO₂的影响
•     4.2.3 不同温度下QWY28 碳水化合物的积累
•     4.2.4 不同温度下QWY28 油脂的积累
•     4.2.5 温度对JSC4 生长的影响
•     4.2.6 不同温度下JSC4 碳水化合物的积累
• 2的影响'>    4.2.7 温度对JSC4 固定CO₂的影响
•     4.2.8 不同温度下JSC4 油脂的积累
•   4.3 光照优化
•     4.3.1 光照对QWY28 生长的影响
• 2的影响'>    4.3.2 光强对QWY28 固定CO₂的影响
•     4.3.3 不同光强下QWY28 碳水化合物的积累
•     4.3.4 不同光强下QWY28 油脂的积累
•     4.3.5 光照对JSC4 生长的影响
• 2的影响'>    4.3.6 光照对JSC4 固定CO₂的影响
•     4.3.7 不同光强下JSC4 碳水化合物的积累
•     4.3.8 不同光强下JSC4 油脂的积累
•   4.4 小结
• 第5章 微藻对养猪废水中营养物质的同化
•   5.1 引言
•   5.2 温度对两株藻同化废水中营养物的影响
•     5.2.1 温度对QWY28 同化营养物质的影响
•     5.2.2 温度对JSC4 同化营养物质的影响
•   5.3 光照对两株藻同化废水中营养物的影响
•     5.3.1 光照对QWY28 同化营养物质的影响
•     5.3.2 光照对JSC4 同化营养物质的影响
•   5.4 小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 陈冲

导师: 贺诗欣

关键词: 微藻,筛选鉴定,碳水化合物,养猪废水,同化

来源: 哈尔滨工业大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑

专业: 生物学,燃料化工,石油天然气工业

单位: 哈尔滨工业大学

分类号: TE667;Q949.2

DOI: 10.27061/d.cnki.ghgdu.2019.004047

总页数: 76

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