利用污废水培养富油藻类并净化水质的实验研究

摘要

我国面临着水资源短缺以及能源危机的问题。一方面大量的污水得不到合理利用，我国城市生活污水的处理也存在一些问题，另一方面生物柴油作为一种新型且再生能源面临着成本过高的问题。微藻具有光合效率高、油脂含量高、不与粮争地等特点，是目前最具可持续发展潜力的生物柴油原料，同时微藻能够利用污水中的营养物质生长，从而净化水质。如果能够利用原始市政污水培养富油微藻，在净化污水的同时回收藻类，同时提取微藻油脂，可实现污水的资源化处理，具有很高的应用价值及实际意义。　　 本研究通过对污水净化和产油藻种的相关文献分析，初步筛选五种藻种进行实验分析，分别是栅藻，小球藻，布朗葡萄藻，菱形藻和舟形藻。采用重庆市当地污水，通过考察藻种对污水的适应性，包括测定生长速率，氮磷的去除率，生物质产量的测定和藻类油脂含量的测定，最终筛选出最合适的藻种做为进一步研究对象。对其中的优势藻种作进一步分析，研究光照强度，污水浓度对藻类生长及污染物去除效率的影响，并初步测定了藻类细胞的油脂含量。　　 本研究主要有以下研究结果:　　 (1)本实验采用了重庆市当地污水直接考察了五种油脂含量较高的藻类对污水浓度的耐受性及适应性，实验结果表明栅藻各方面指标都较理想，污水耐受性最高，在100％污水中仍生长良好，藻密度最高为143×105个/ml。　　 (2)在不同浓度的污水中培养五种藻种，栅藻的脂肪产量最高，为细胞干重的26.34％，由高到低依次为栅藻、小球藻、布朗葡萄藻、菱形藻和舟形藻。　　 (3)五种藻类对污水中TN、TP的去除均较理想，其中栅藻的去除率最高，去除率达到了95％以上，这和藻种对污水的耐受性以及它们的生长情况一致。因此采用原始污水来培养藻类可行，且既能达到较好的净化市政污水的效果还能够获得藻类油脂。　　 (4)在不同光照强度下培养，栅藻的藻密度在3000lux条件下要高于1000lux，其中栅藻在3000lux下培养时最大藻密度为268×105个/ml，明显高于其他三组，但在后期藻类的生长速率变慢，可能是因为随着藻生物量的增大而产生了相互间的隐蔽作用，从而降低了有效光强。　　 (5)不同光强下，栅藻在光照为1000lux和3000lux条件下TN去除率分别为90％和94％;栅藻对TP的去除效率情况基本与TN的趋势一致，栅藻1000lux和栅藻3000lux条件下TP去除率分别为98％和99％;说明在一定范围内，提高光强能够提高藻类降解污染物的能力。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景

1．2 利用藻类净化污水的国内外研究现状

1．2．1 微藻净化污水的机理

1．2．2 藻类净化污水的研究概述

1．3 微藻生物柴油概述

1．3．1 生物柴油

1．3．2 富油藻类的筛选

1．3．3 微藻生物柴油在国内外研究现状

1．3．4 微藻生物柴油的瓶颈

1．4 论文研究目的和内容

1．4．1 研究背景及目的意义

1．4．2 研究内容

1．5 创新点

第二章 实验材料和方法

2．1 实验用水和水质

2．2 实验材料

2．3 实验仪器和试剂

2．4 实验方法

2．4．1 藻种培养方法

2．4．2 藻生物量测定

2．4．3 藻细胞含油量的测定

2．4．4 水质指标测定

第三章 藻种的筛选驯化

3．1 序言

3．2 不同藻种对污水的驯化及适应性分析

3．2．1 实验条件和方法

3．2．2 不同藻种在不同浓度污水下的生长情况分析

3．3 不同藻种对污水水质的影响分析

3．3．1 不同藻种对TN的去除分析

3．3．2 不同藻种对TP的去除分析

3．4 本章小结

第四章 光照强度对实验藻种的影响研究

4．1 序言

4．2 光照强度对栅藻生长的影响

4．3 不同光强下栅藻对TN、TP的降解

第五章 利用污水直接培养藻类生产油脂的实验分析

第六章 结论和建议

6．1 结论

6．2 建议

参考文献

附录：攻读学位期间发表的论文及参加项目情况

致谢