净化酒精废水微藻的筛选及效果评价

论文摘要

木薯酒精工业的污染主要是水污染,每生产1 t酒精就会排放约13-16 t有机废水。废水经过处理之后已经去除大部分有机物,仍含有较多的氮、磷等营养元素,如果处理不当会造成水体的富营养化,所以需要进一步处理。微藻生长过程中会吸收大量的氮、磷等元素,CO2能被当做碳源来合成细胞生化成分。利用废水培养微藻,既可以充分利用废水中的营养物质,降低微藻培养成本、净化水质,又可以收获一定价值的微藻生物质,得到一定的经济效益。本试验选用4种微藻,从中选出最适合于酒精废水中生长的藻株,确定该藻株在酒精废水中最佳的培养条件,将它在培养基中培养和酒精废水中培养的氨基酸组成和脂肪酸组成进行比较。试验结果如下:1.适合于酒精废水中生长的藻种筛选波吉卵囊藻（Oocystis borgei）不能在酒精废水中正常生长,在各个浓度的酒精废水中培养12 d获得的干重和Chla含量均显著低于f/2培养基中培养的（P<0.05）。普通小球藻（Chlorella vulgaris）可以在酒精废水中正常生长,生长情况最佳的试验组是不进行稀释的酒精废水中培养,培养12 d获得的干重显著低于BG11培养基中培养的（P<0.05）,但Chla含量与BG11培养基培养的无显著性差异（P>0.05）。四尾栅藻（Scenedesmus quadricauda）可以在不进行稀释的酒精废水中正常生长,培养12 d获得的干重为0.67±0.02 g·L-1,Chla含量为4.32±0.41 mg·L-1,均显著高于其他试验组（P<0.05）。钝顶螺旋藻（Spirulina platensis）能适应酒精废水中的生长环境,随着酒精废水浓度的增加,干重和Chla含量随之增加,75%浓度的酒精废水中培养12 d,钝顶螺旋藻干重和Chla含量平均值最高,分别为1.05±0.07 g·L-1和9.6±1.9 mg·L-1;在不进行稀释的酒精废水中培养的钝顶螺旋藻干重和Chla含量分别为0.96±0.09 g·L-1和9.5±1.0 mg·L-1,它们无显著性差异（P>0.05）。钝顶螺旋藻在不进行稀释的酒精废水中生长较好,其干重和Chla含量均显著高于波吉卵囊藻、普通小球藻和四尾栅藻（P<0.05）,所以钝顶螺旋藻是净化酒精废水优选藻株。2.培养条件对钝顶螺旋藻废水中生长和净化的影响温度对在酒精废水中生长的钝顶螺旋藻干重和Chla含量影响极显著（P<0.01）。当温度为30℃,在酒精废水中培养的钝顶螺旋藻的干重为1.31±0.02 g·L-1、Chla含量为12.1±0.5 mg·L-1,均显著高于其他实验组（P<0.05）。温度对钝顶螺旋藻去除酒精废水中CODcr、TN、TP的影响极显著（P<0.01）,当温度为30℃,钝顶螺旋藻对酒精废水中CODcr、TN、TP的去除率分别为21.0±0.8%、38.0±2.8%和59.0±1.9%,均显著高于其他实验组（P<0.05）。光照度对在酒精废水中生长的钝顶螺旋藻干重和Chla含量影响显著（P<0.05）,当光照度为3000 lx,在酒精废水中培养的钝顶螺旋藻干重和Chla含量平均值最高,分别为1.34±0.09 g·L-1和11.1±2.1 mg·L-1;光照度对钝顶螺旋藻去除酒精废水中CODcr、TN、TP的影响显著（P<0.05）,当光照度为3000 lx,钝顶螺旋藻对酒精废水中CODcr、TN、TP去除率平均值最高,分别为20.1±1.0%、40.9±2.5%和60.4±1.5%。接种量对在酒精废水中生长的钝顶螺旋藻干重和Chla含量影响显著（P<0.05）,当接种量为50%,在酒精废水中培养的钝顶螺旋藻干重平均值最高,为1.40±0.05 g·L-1;接种量为30%Chla含量平均值最高,为11.3±3.2 mg·L-1。接种量对钝顶螺旋藻去除酒精废水中CODcr、TN、TP的影响显著（P<0.05）,接种量为10%,钝顶螺旋藻对酒精废水CODcr去除率平均值最高,为18.9±2.3%;接种量为50%,钝顶螺旋藻对酒精废水中TN去除率平均值最高,为43.6±3.1%;接种量为30%,钝顶螺旋藻对酒精废水中TP去除率平均值最高,为62.7±3.0%;CO2浓度对在酒精废水中生长的钝顶螺旋藻干重和Chla含量影响极显著（P<0.01）,当通入2.5%的CO2,在酒精废水中培养的钝顶螺旋藻的干重为1.62±0.05 g·L-1g·L-1、Chla含量为12.1±0.7 mg·L-1,均显著高于其他实验组（P<0.05）。通入CO2浓度对钝顶螺旋藻去除酒精废水中CODcr、TN、TP的影响极显著（P<0.01）,当通入2.5%的CO2,钝顶螺旋藻对酒精废水中CODcr、TN、TP的去除率分别为24.9±0.6%、50.5±2.1%和73.2±2.0%,均显著高于其他实验组（P<0.05）。正交试验表明,接种量和温度分别是影响干重和Chla含量的最主要因素,温度30℃、光照度3000 lx、接种量20%是钝顶螺旋藻适宜生长的最优组合,该组合条件下钝顶螺旋藻干重和Chla含量均达到最高;温度是影响钝顶螺旋藻去除酒精废水中CODcr、TN、TP的最主要因素。温度30℃、照度3000 lx、接种量20%是钝顶螺旋藻去除酒精废水中CODcr、TN、TP的最优组合,该组合条件下钝顶螺旋藻对酒精废水中的CODcr、TN、TP去除率均达到最高。3.培养基和酒精废水中培养的钝顶螺旋藻氨基酸及脂肪酸含量与评价培养基和酒精废水中培养的钝顶螺旋藻中共检测出16种氨基酸,总氨基酸含量与各个氨基酸含量之间无显著性差异（P>0.05）,谷氨酸（Glu）、天冬氨酸（Asp）、亮氨酸（Leu）这3种是主要氨基酸;根据氨基酸评分（AAS）和化学评分（CS）,赖氨酸（Lys）和缬氨酸（Val）分别是第一限制性氨基酸和第二限制性氨基酸;必需氨基酸含量分别为14.94±0.56 mg·g-1和17.48±2.71 mg·g-1。酒精废水中培养的钝顶螺旋藻必需氨基酸含量高于大豆饼和花生仁粕,可以完全满足鲤鱼、罗非鱼、真鲷、中国对虾和斑节对虾的氨基酸需求,是可以利用的优质饲料蛋白源。对培养基和酒精废水中培养的钝顶螺旋藻进行气相色谱分析,含量最丰富的脂肪酸为棕榈酸（C16:0）,分别占总脂肪酸的33.69%和34.38%;在酒精废水中培养的钝顶螺旋藻检测出了在培养基中培养没有的花生四烯酸（C20:4n6）和神经酸（C24:1）,二十碳五烯酸（EPA,C20:5n-3）和二十二碳六烯酸（DHA,C22:6n-3）含量高于培养基中培养的。酒精废水中培养的钝顶螺旋藻含有亚油酸（LA,C18:2n-6）、亚麻酸（LNA,C18:3n-3）、DHA和EPA这4种对虾和鱼类生长所必需的脂肪酸,因此具备用于制作对虾和鱼类饲料的潜力;酒精废水中培养的钝顶螺旋藻化学结构符合生物柴油对碳链结构的要求,是可以用于制备生物柴油的能源藻种。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 前言
•   1.1 酒精废水简介
•   1.2 酒精废水处理方法
•   1.3 微藻净化废水的研究进展
•     1.3.1 微藻净化废水的原理
•     1.3.2 影响微藻净化废水的因素
•     1.3.3 微藻在废水净化中的应用
•     1.3.4 微藻应用
•   1.4 研究目的与意义
• 2 适合于酒精废水中生长的藻种筛选
•   2.1 材料与方法
•     2.1.1 材料
•   2.2 方法
•     2.2.1 试验设计
•     2.2.2 指标测定
•     2.2.3 数据分析
•   2.3 结果与讨论
•     2.3.1 四种微藻在不同浓度酒精废水中的筛选试验
•   2.4 本章小结
• 3 培养条件对钝顶螺旋藻废水中生长和净化的影响
•   3.1 材料
•     3.1.1 仪器与耗材
•     3.1.2 试验藻种与培养基配方
•     3.1.3 培养基
•   3.2 方法
•     3.2.1 单因子试验设计
•     3.2.2 正交试验设计
•     3.2.3 指标测定
•     3.2.4 数据分析
•   3.3 结果与讨论
•     3.3.1 温度对钝顶螺旋藻废水中生长和净化的影响
•     3.3.2 光照度对钝顶螺旋藻废水中生长和净化的影响
•     3.3.3 接种量对钝顶螺旋藻废水中生长和净化的影响
• 2 浓度对钝顶螺旋藻废水中生长和净化的影响'>    3.3.4 CO₂浓度对钝顶螺旋藻废水中生长和净化的影响
•   3.4 正交试验结果
•     3.4.1 钝顶螺旋藻生长的影响
• cr、TN、TP去除率的影响'>    3.4.2 钝顶螺旋藻对酒精废水COD_cr、TN、TP去除率的影响
•   3.5 本章小结
• 4 培养基和酒精废水中培养的钝顶螺旋藻氨基酸及脂肪酸含量与评价
•   4.1 材料
•     4.1.1 螺旋藻粉制作
•     4.1.2 试验仪器
•     4.1.3 培养基
•   4.2 方法
•     4.2.1 氨基酸成分测定
•     4.2.2 蛋白质的营养价值评价
•     4.2.3 脂肪酸成分测定
•   4.3 结果与讨论
•     4.3.1 氨基酸组成分析
•     4.3.2 脂肪酸组成分析
•   4.4 本章小结
• 5 结论
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介
• 导师简介

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 萧铭明

导师: 黄翔鹄

关键词: 钝顶螺旋藻,酒精废水,去除氮磷,资源充分利用

来源: 广东海洋大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑

专业: 生物学,轻工业手工业,轻工业手工业,环境科学与资源利用,环境科学与资源利用

单位: 广东海洋大学

分类号: X797;X173;Q949.2

DOI: 10.27788/d.cnki.ggdhy.2019.000014

总页数: 70

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