【摘要】：水是人們賴以生存的資源,而我國是一個嚴重缺水的國家,因此尋求一種綠色、高效地利用、凈化污水的方法迫在眉睫。作為第三代生物柴油的原料來源,微藻有許多不可替代的優(yōu)點,可以在比較惡劣的環(huán)境下生存并分解與利用一些污水中的有機物、去除其中的氮磷等,同時還可以完成油脂的合成。高培養(yǎng)成本制約著微藻生物柴油的發(fā)展,有研究表明,利用低強度超聲波輔助生物柴油的制備可在短時間內(nèi)達到較高的轉(zhuǎn)化率。本研究利用生活污水培養(yǎng)微藻生產(chǎn)油脂,并用超聲波增加油脂產(chǎn)量,建立了廢水資源化與微藻培養(yǎng)相結(jié)合生產(chǎn)生物質(zhì)能源的方法。本研究首先通過利用初沉池、二沉池廢水對藻株Z-4進行培養(yǎng),探究了廢水培養(yǎng)微藻的可行性,同時探究了采用不同的預(yù)處理(原液、離心、濾膜)方法對培養(yǎng)結(jié)果的影響,確定初沉池廢水是最適合藻株Z-4生長和產(chǎn)油的廢水來源,經(jīng)過一個周期的培養(yǎng)后,微藻在初沉池原液中的生物量為0.68 g/L,油脂產(chǎn)量為0.16 g/L,培養(yǎng)微藻后出水的COD、TN、TP分別由初始值150 mg/L,50 mg/L,6 mg/L降至30 mg/L,10 mg/L,0.5 mg/L左右。其次以BG-11培養(yǎng)基為參照組,對確定的初沉池原液進行營養(yǎng)鹽的優(yōu)化,從而得到最佳的外加Na NO3和K2HPO4的濃度分別為0.4 g/L和0.02 g/L。利用優(yōu)化后的初沉池原液培養(yǎng)藻株Z-4,其生物量和油脂含量分別提高至1.4 g/L和0.19 g/L,與未優(yōu)化組相比,分別增加了105%和18%。之后利用超聲強化裝置結(jié)合光生物反應(yīng)器培養(yǎng)微藻。設(shè)計并組裝了柱形玻璃微藻培養(yǎng)管,用超聲裝置強化微藻培養(yǎng);在反應(yīng)器內(nèi)探究對數(shù)期作用的最佳超聲參數(shù),確定最佳超聲參數(shù)為頻率18 k Hz、功率20 W和超聲全程時間10 min;在此條件下,可明顯提高微藻生物量和油脂產(chǎn)量,使微藻生物量達到1.56 g/L,油脂產(chǎn)量達0.24 g/L,與未超聲組相比分別提高了11%和26%,超聲作用對出水的水質(zhì)影響較小。為進一步探究超聲強化的作用機理,本研究對超聲前后反應(yīng)器內(nèi)藻液進行高通量測序,發(fā)現(xiàn)超聲可以促進廢水體系中的群落穩(wěn)定,使微藻迅速變?yōu)閮?yōu)勢種群,且在一定程度上促進微藻細胞內(nèi)與油脂運輸和生長代謝有關(guān)的功能基因的表達。
【圖文】：

（2）將混合均勻的溶液置于恒溫金屬浴中保持 70℃，進行 10 min 的裂解。（3）在室溫的條件下，將裂解完的樣品進行離心，參數(shù)為 13000 rpm，5 min。（4）取一支新的 2 mL 離心管，用移液器吸取 600 μl（3）中離心后的上層液體于新的離心管中，再加入 200 μl Buffer SP2，將混合溶液進行充分的震蕩。（5）向（4）中 2 mL 的離心管內(nèi)加入 100 μl HTR Reagent，充分震蕩 10 s。將混勻后的混合溶液進行 5 min 冰浴，之后，在室溫條件下完成離心，離心的參數(shù)為 13000 rpm，5 min。（6）再次取一支新的 2 mL 的離心管，用移液槍吸�。�5）中離心后的上清液 400μl 于其中，再加入 450 μl Binding Buffer 和 40 μl Magsi Particles，將混合溶液充分震蕩混勻后，在室溫條件下靜止 2 min。（9）2 mL 離心管放置在磁力架上吸附 5 min，吸棄上層清液。（10）加入 500 μl Binding Buffer，震蕩混勻,室溫放置 2 min。（11）2 mL 離心管放置在磁力架上吸附 5 min，吸棄上層清液。（12）加入 1000 μl Buffer PHB，震蕩混勻磁珠。磁力架上放置 5 min，，并吸棄上層清液。

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文（20 ng），H2O（30 μl）。配置好的 PCR 體系按照表 2-6 反應(yīng)條件進行 PCR 擴增：表 2-6 PCR 第二輪擴增反應(yīng)條件溫度 時間 周期95℃ 3min 194℃ 20s 555℃ 20s 575℃ 30s 572℃ 5min 1PCR 結(jié)束后，PCR 產(chǎn)物進行瓊脂糖電泳檢測，結(jié)果如圖 2-5 所示：
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：X703;TK6


本文編號：2658030