【摘要】：微藻廢水處理可以有效實現(xiàn)廢水中的營養(yǎng)回收和能量利用。而相較于傳統(tǒng)的單一生物處理方法,藻-菌共培養(yǎng)廢水處理具有更為廣泛的研究應用前景。構建合理的藻-菌共培養(yǎng)體系是強化廢水處理性能的關鍵。本文利用厭氧發(fā)酵,微藻接種,藻-菌共培養(yǎng)等技術手段,以廢水的營養(yǎng)回收和能量利用為切入點,對藻-菌體系下高濃度有機廢水的處理性能以及相關藻-菌共培養(yǎng)機理等方面進行了研究。通過厭氧發(fā)酵+微藻培養(yǎng)連續(xù)過程可以實現(xiàn)高濃度有機廢水的高效處理。預先進行污泥熱處理可以控制發(fā)酵過程為產氫發(fā)酵,產氫發(fā)酵過程下生物氣中氫氣的占比高達54.8%。在產氫發(fā)酵+微藻培養(yǎng)連續(xù)過程中,廢水中COD,NH_4~+-N,TP的去除率分別達到了100%,98.3%和64.2%。通過產氫發(fā)酵+微藻培養(yǎng)過程,廢水的熱值轉化效率(HVCE)可以高達到41.2%。由微生物群落分析結果可知,厭氧產氫發(fā)酵+微藻培養(yǎng)過程后水樣中的優(yōu)勢微生物群落為寡養(yǎng)單胞菌屬(Stenotrophomonas),金黃桿菌屬(Chryseobacterium),微小桿菌屬(Exiguobacterium)。在模擬高濃度發(fā)酵廢水的條件下,對不同初始小球藻接種濃度下的廢水處理性能進行了初探。初始接種濃度為0.5 g/L的條件下,廢水中總碳(TC)的去除率分別達到了55.6%,生物質積累量(三天后)達到1.93 g/L�；谟袡C物去除,生物質積累量以及操作成本等方面的考慮,選取0.5 g/L為最適小球藻初始接種濃度用于后續(xù)高濃度發(fā)酵廢水的處理。選用金橙黃微小桿菌(Exiguobacterium aurantiacum),嗜氨基酸寡養(yǎng)單胞菌(Stenotrophomonas acidaminiphila),大菱鲆金黃桿菌(Chryseobacterium scophthalmun)作為三株微藻促生菌,并構建三組藻-菌共培養(yǎng)體系用于高濃度發(fā)酵廢水的藻-菌共培養(yǎng)處理。研究結果表明,Chlorella sorokiniana L3+Chryseobacterium scophthalmun共培養(yǎng)體系表現(xiàn)出了最佳的廢水處理性能。與單藻Chlorella sorokiniana L3體系相比,該共培養(yǎng)體系下廢水中COD,NH_4~+-N以及TP的去除率分別提高了21.7%,17.8%,22.6%。在為期三天的處理過程中,共有1.61 g/L的COD當量,91.5 mg/L的NH_4~+-N以及131.7 mg/L的TP被有效去除利用。能量分析結果表明,Chlorella sorokiniana L3+Exiguobacterium aurantiacum共培養(yǎng)體系具有最佳的能量轉化效率,其總能量轉化效率(TECE)高達70.7%,顯著高于單藻體系下的38.8%。藻-菌體系下的營養(yǎng)回收和能量分析結果表明,藻-菌間通過二氧化碳與氧氣的物質營養(yǎng)交換作用實現(xiàn)了高濃度發(fā)酵廢水的生物強化處理。利用Chlorella sorokiniana L3+Chryseobacterium scophthalmun藻-菌共培養(yǎng)體系,進行了促生菌Chryseobacterium scophthalmun對微藻Chlorella sorokiniana L3糖組分積累影響的研究。結果表明,培養(yǎng)條件調控下的缺氮環(huán)境促進了微藻糖組分的積累,小球藻最大胞內糖含量由35.3%提高到了61.9%。缺氮培養(yǎng)條件造成了細胞的高產糖,而促生菌的加入促進了微藻C、N等營養(yǎng)的利用與微藻生物質的積累,對小球藻糖組分積累無顯著影響。
【圖文】：

圖 2.1 厭氧暗發(fā)酵裝置圖Figure 2.1 Anaerobic dark fermentation device diagram酵液接種 Chlorella sorokiniana L3氧暗發(fā)酵之后得到的兩組發(fā)酵液高速離心（8000 rpm，10 min）， 50ml 發(fā)酵液置于 100 ml 錐形瓶中進行 Chlorellasorokiniana L3 接初始接種濃度為 0.1g/L 的純種小球藻 L3。合適的初始接種濃度和pH 對微藻的生長至關重要，基于 Cho[46]，Liu[47]，Ren[48]等人的研究結調節(jié)發(fā)酵液為 pH 為 6.0 作為初始 pH，小球藻初始接種濃度為 0.1小球藻 L3 的錐形瓶置于搖床培養(yǎng)（搖床轉速 150 rpm，光照強度·s），，培養(yǎng)溫度控制在 26±2 ℃每組實驗三個平行。每隔 24 h 進行取

16圖 2.2 工作濃度曲線Figure 2.2 Working concentration curves質工作曲線方程如下所示：（y=501.1*x-1316.6, R2=0.9972）;乙醇（y=797.37*x-6821.1, R2=0.99（y=974.27*x-9013.4, R2=0.9982）;丁醇（y=1082.1*x-10067, R2=0.99（y=488.2*x-1043.7, R2=0.9851）;丙酸（y=988.91*x-789.59, R2=0.99（y=1356.8*x+79.4, R2=0.9983）;異丁醇（y=1430.6*x+2132, R2=0.99行樣品制備時，取厭氧暗發(fā)酵后的混合液 10 ml，通過高速離心（ min），取上清液，過 0.22μm 的水相濾膜后，向過濾后的樣品液中，使樣品的 pH 值在 2~3 之間。將制備好的樣品置于 2 ml 色譜專用定色譜程序自動 2μL 注射進樣，以測定發(fā)酵液中代謝產物種類及含
【學位授予單位】：上海大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：X703

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本文編號：2592130