發(fā)布時間：2017-05-28 21:05

  本文關(guān)鍵詞：微藻優(yōu)化培養(yǎng)、采收及沼液培養(yǎng)微藻的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：生物柴油可部分替代傳統(tǒng)石化柴油，是理想的可再生能源。生物柴油的發(fā)展受到原料不足的限制，微藻是良好的生物柴油原料。以微藻為原料制備生物柴油具有光合作用效率高、環(huán)境適應(yīng)能力強、生長周期短、生物產(chǎn)量高、占用耕地少等優(yōu)點，成為近年來研究的熱點，然而微藻生物柴油的發(fā)展受到微藻培養(yǎng)密度低、藻油含量不高、微藻采收困難以及微藻培養(yǎng)成本過高等的限制。 本文結(jié)合微藻生物柴油發(fā)展中現(xiàn)存問題，從微藻的優(yōu)化培養(yǎng)、藻細胞采收和低成本培養(yǎng)三方面開展研究。研究了氮源、有機碳源、營養(yǎng)物質(zhì)的添加方式對微藻生長和油脂合成的影響，并對微藻培養(yǎng)過程進行了優(yōu)化，建立了微藻生長動力學模型；用化學絮凝法采收纖維藻，比較了幾種常見絮凝劑采收纖維藻的性能，并對其絮凝機理進行了分析；利用沼液培養(yǎng)微綠球藻以降低微藻培養(yǎng)成本，并減少了富營養(yǎng)成分的排放。通過實驗得出以下結(jié)論： （1）微藻培養(yǎng)過程中，氮源對藻的生長有明顯促進作用，供氮培養(yǎng)時小球藻和纖維藻的生長均優(yōu)于缺氮培養(yǎng)；氮源的缺乏能提高微藻的含油率；小球藻和纖維藻能在有機碳源存在下混養(yǎng)生長，供氮培養(yǎng)在藻生長至對數(shù)期流加葡萄糖時可獲得較大的藻密度和油脂含量，混養(yǎng)培養(yǎng)還能影響藻細胞內(nèi)的油脂代謝路徑，當混養(yǎng)培養(yǎng)至衰亡期時小球藻細胞內(nèi)油脂含量最高，藻油主要以甘三酯形式存在；甘油的添加對小球藻培養(yǎng)幾乎沒有起到促進作用。分別在槽式反應(yīng)器、直管式反應(yīng)器、鼓泡式反應(yīng)器和氣升式反應(yīng)器培養(yǎng)小球藻，結(jié)果表明：氣升式反應(yīng)器中培養(yǎng)的小球藻密度約是槽式反應(yīng)器中的1.5倍，是鼓泡反應(yīng)器中的1.2倍；對小球藻生長動力學模型簡化處理，并與實驗數(shù)據(jù)擬合，得出：添加有機碳源時，小球藻比生長速率高，添加葡萄糖的比生長速率較添加甘油高，供氮培養(yǎng)穩(wěn)定期一次性加入葡萄糖時，小球藻比生長速率最大，為0.62，藻細胞倍增時間1.12d。 （2）利用化學絮凝法采收纖維藻，分別以三氯化鐵、硫酸亞鐵、明礬、硫酸鋁、硫酸鋅、氫氧化鈣、聚丙烯酰胺、殼聚糖等為絮凝劑，通過對比分析，三氯化鐵在纖維藻采收中絮凝效果較好，0.6g/L絮凝劑添加量，絮凝時間為15min，，藻細胞采收率接近100%，且采收后殘液可循環(huán)利用。 （3）沼液中富含N、P等元素，直接排放會造成水體的富營養(yǎng)化，微綠球藻能吸收沼液中的富營養(yǎng)元素，減少水體污染。微綠球藻能在添加3%海水晶的沼液中良好的生長，無需再添加其他營養(yǎng)成分；培養(yǎng)過程中適時補水以維持培養(yǎng)過程中鹽度、電導(dǎo)率等的穩(wěn)定，提供一個穩(wěn)定的培養(yǎng)環(huán)境；在沼液濃度為20%時，微綠球藻生長最優(yōu)，最大細胞數(shù)達2.645×10~7cells/ml；培養(yǎng)結(jié)束后，液體中N、P含量分別降至8.93mg/L、3.13mg/L，脫除率分別為88.8%、72.0%。利用沼液培養(yǎng)微綠球藻不但降低了培養(yǎng)成本還有效地防治了環(huán)境污染。
【關(guān)鍵詞】：生物柴油 微藻 培養(yǎng) 采收 沼液
【學位授予單位】：浙江工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2012
【分類號】：TE667
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-9
• 目錄9-12
• 第一章 文獻綜述12-27
• 1.1 引言12-13
• 1.2 微藻生物柴油的工藝13-25
• 1.2.1 藻種篩選13-15
• 1.2.2 微藻培養(yǎng)15-21
• 1.2.3 藻細胞的采收21-24
• 1.2.4 藻細胞破壁提油24
• 1.2.5 生物柴油的制備及后處理24-25
• 1.3 利用廢棄物培養(yǎng)微藻的研究25-26
• 1.4 本章小結(jié)26-27
• 第二章 微藻的培養(yǎng)27-54
• 2.1 引言27
• 2.2 實驗材料和儀器27-28
• 2.3 試驗方法28-34
• 2.3.1 培養(yǎng)液的配置28-29
• 2.3.2 微藻生長的表征29-30
• 2.3.3 藻種的選擇30
• 2.3.4 微藻干重、細胞密度、OD680 值三者之角關(guān)系30-31
• 2.3.5 藻種的擴繁31-32
• 2.3.6 微藻采收提油32
• 2.3.7 藻油的 TLC 分析32
• 2.3.8 藻油酸值的測定32
• 2.3.9 生物柴油成分分析32-33
• 2.3.10 光生物反應(yīng)器33-34
• 2.4 結(jié)果與討論34-48
• 2.4.1 營養(yǎng)成分對微藻生長的影響34-40
• 2.4.2 培養(yǎng)系統(tǒng)對微藻生長的影響40-42
• 2.4.3 纖維藻的半連續(xù)培養(yǎng)及碳源對其影響42-43
• 2.4.4 營養(yǎng)元素對油脂積累的影響43-48
• 2.5 小球藻生長動力學48-52
• 2.5.1 供氮自養(yǎng)小球藻動力學分析48-49
• 2.5.2 其他培養(yǎng)條件下小球藻生長動力學分析49-52
• 2.5.3 小球藻油脂生成動力學52
• 2.6 本章小結(jié)52-54
• 第三章 纖維藻的絮凝采收54-66
• 3.1 引言54
• 3.2 主要試劑及儀器54
• 3.3 實驗方法54-55
• 3.3.1 實驗條件及操作方法54
• 3.3.2 纖維藻采收及采收率的計算54
• 3.3.3 絮凝劑的作用機理54-55
• 3.4 結(jié)果與討論55-65
• 3.4.1 鐵系絮凝劑55-59
• 3.4.2 鋁系絮凝劑59-63
• 3.4.3 其他絮凝劑63-64
• 3.4.4 最佳絮凝劑的選擇64-65
• 3.5 本章小結(jié)65-66
• 第四章 沼液培養(yǎng)微綠球藻66-84
• 4.1 引言66
• 4.2 實驗方法66-69
• 4.2.1 試劑和儀器66-67
• 4.2.2 實驗方法67-69
• 4.3 沼液原始成分的分析69-71
• 4.3.1 滅菌前后沼液中總氮含量69
• 4.3.2 滅菌前后沼液中總磷含量69-70
• 4.3.3 沼液中 COD 的測定70
• 4.3.4 沼液有機成分分析70-71
• 4.3.5 沼液在滅菌和調(diào) pH 前后的變化71
• 4.4 結(jié)果與討論71-82
• 4.4.1 沼液與 F/2 培養(yǎng)微綠球藻的對照71-72
• 4.4.2 滅菌前后培養(yǎng)微綠球藻對照72-73
• 4.4.3 沼液 pH 對微綠球藻生長的影響73-74
• 4.4.4 微藻培養(yǎng)過程中水蒸發(fā)的影響74-76
• 4.4.5 微量元素和沼液濃度的影響76-78
• 4.4.6 培養(yǎng)過程中主要參數(shù)的變化78-82
• 4.5 本章小結(jié)82-84
• 第五章 結(jié)論與展望84-87
• 5.1 結(jié)論84-85
• 5.2 展望85-87
• 參考文獻87-93
• 致謝93-94
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文94

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