奶牛養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展,產(chǎn)生大量養(yǎng)殖廢水,造成了嚴重環(huán)境污染。微藻生長速度快、種類多、分布廣、光合作用效率高,具有處理養(yǎng)殖廢水的巨大潛能。作為自養(yǎng)型單細胞生物,也能利用有機廢物生長并可固定二氧化碳生產(chǎn)生物質(zhì),被稱為“微型陽光驅(qū)動的生物化工廠”,是生物柴油的良好來源。而生物柴油作為一種潛在的清潔能源,有利于緩解化石能源短缺和環(huán)境污染,實現(xiàn)廢水處理和新能源開發(fā)的有機結(jié)合,成為近年來持續(xù)的研究熱點。本論文從石家莊市本地自然水體和河北樂源牧業(yè)奶牛養(yǎng)殖場廢水沼液中采集水樣,經(jīng)過BG11培養(yǎng)基富集后篩選出10株微藻并進行油脂產(chǎn)率分析,結(jié)果顯示,自養(yǎng)條件下,藻種HT-1油脂產(chǎn)率最高,為10.23±2.63(mg/(L·d)),18S rDNA鑒定為柵藻(Scenedesmus sp.)。通過單因素培養(yǎng)條件探究表明,藻種HT-1在27℃的條件下,最優(yōu)培養(yǎng)條件為:培養(yǎng)基pH 7、光周期18∶6(h∶h)、光照強度4 000 Lux。藻種HT-1異養(yǎng)培養(yǎng)單因素和正交優(yōu)化得到的最佳培養(yǎng)條件為:20 g/L葡萄糖、1.2 g/L NaNO_3、80 mg/L K_2HPO_4·3H_2O、200 mg/L MgSO_4·7H_2O,培養(yǎng)基的其他成分參照BG11。在此條件下,藻種HT-1在10天內(nèi)生物量達到5.47 g/L,油脂產(chǎn)量達到1.28 g/L。采用不同稀釋倍數(shù)的奶牛養(yǎng)殖廢水對10株微藻進行篩選,最終篩選出一株能在3倍稀釋奶牛養(yǎng)殖廢水中生長良好的藻種HC-2,經(jīng)18S rDNA鑒定為小球藻(Chlorella sp.)。固定化藻種HC-2處理廢水單因素實驗表明,最優(yōu)固定化條件為:3.0%海藻酸鈉、3.5%氯化鈣、1.86 mm膠球直徑,膠球投放量為1 200個時,固定化藻種HC-2對10倍稀釋廢水中總磷(TP)的去除率可達到59.44%。比較了藻種HC-2在游離狀態(tài)和固定化狀態(tài)對10倍和5倍稀釋奶牛養(yǎng)殖廢水的處理效果,結(jié)果顯示,在10倍廢水中,游離與固定化微藻對廢水中總磷(TP)的去除率分別為71.16%和49.38%,對總氮(TN)的去除率分別為53.59%和41.4 2%,對化學需氧量(COD)的去除率分別為50.27%和39.47%。最終微藻生物量達到8.47 g/L。在5倍稀釋廢水中,游離與固定化微藻對廢水中TP的去除率分別為63.98%和43.01%,對TN的去除率分別為58.26%和39.34%,對COD的去除率分別為44.45%和31.96%。最終微藻生物量達到15.48 g/L。采取了四種處理方法對藻種HT-1和HC-2進行藻種保藏研究,結(jié)果表明,藻種HT-1的最佳保藏方法為固定化保藏。固定化條件為:3.0%海藻酸鈉、3.5%氯化鈣、1.86 mm膠球直徑。-30℃黑暗冰箱內(nèi)保藏四個月后,藻種的存活率為43.1%。藻種HC-2的最佳保藏方法為直接離心保藏,培養(yǎng)條件同上,藻種存活率可達到48.3%。對微藻處理奶牛養(yǎng)殖廢水沼液進行了中試設(shè)計,完成了工藝流程圖、工藝結(jié)構(gòu)圖和房屋建造圖紙的設(shè)計。
【學位單位】：河北經(jīng)貿(mào)大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：X713;Q949.2
【部分圖文】：

Table 2-4 The Serial number and culture’s characteristic of microalgae編 號 采樣地點 細胞形態(tài) 藻液顏色 沉降程度YZ-1 養(yǎng)殖廢水 單細胞 橢圓或圓形 綠色 易沉降HC-1 護城河 單細胞 橢圓或圓形 綠色 易沉降HT-1 滹沱河 對生 紡錘形 綠色 易沉降RG-1 人工湖 對生 兩端漸尖紡錘形 綠色 易沉降RG-2 人工湖 單細胞 橢圓或圓形 綠色 易沉降HT-2 滹沱河 單生和群生 長卵形 綠色 易沉降HC-2 護城河 單細胞 橢圓或圓形 綠色 易沉降YZ-2 養(yǎng)殖廢水 較大單細胞 囊狀圓形 綠色 易沉降HC-3 護城河 對生 兩端鈍圓紡錘形 綠色 不易沉降HC-4 護城河 單細胞 針形 綠色 不易沉降

水中生存而走向死亡，最終生存下來的因生長環(huán)境的改變，后期選擇進化產(chǎn)生的廢水耐受能力或環(huán)境適應能力，可用結(jié)果鑒定HT-1 的光學顯微照片所示，藻種 HT-1 胞組成，各個細胞之間相互平行并緊密水藻類——系統(tǒng)、分類及生態(tài)》中對柵HC-2 的光學顯微照片所示，藻種 HC-2 細胞相互聚集成群，群體中細胞大小和分類及生態(tài)》中對小球藻屬的描述。物學鑒定

圖 3-5 基于 18S r DNA 序列構(gòu)建的系統(tǒng)發(fā)育樹Fig.3-5 Phylogenetic tree based on 18S r DNA sequences將 2 株藻種測得的序列提交到 NCBI 的 Genbank 中進行 Blast 分析，挑選中同源性較高的序列進行下載，再使用 MEGA 7.0.14 軟件進行分析比較并構(gòu)T-1 和 HC-2 的系統(tǒng)發(fā)育樹，結(jié)果如圖 3-9 所示，藻種 HT-1 與柵藻屬（Scenedesm有較高的 18S rDNA 基因相似性，表明兩者親緣關(guān)系最近，結(jié)合藻種 HT-1 的析，藻種 HT-1 隸屬于柵藻屬，鑒定為柵藻。藻種 HC-2 與小球藻屬（Chlore有較高的 18S rDNA 基因相似性，表明兩者親緣關(guān)系最近，結(jié)合藻種 HC-2 的析，藻種 HC-2 隸屬于小球藻屬，鑒定為小球藻。
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本文編號：2841208