本文關(guān)鍵詞：基于藻菌共生體系強(qiáng)化微藻富集和廢水處理的研究　出處：《吉林大學(xué)》2017年碩士論文　論文類(lèi)型：學(xué)位論文

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【摘要】：微藻作為最有潛力可替代石油資源的生物質(zhì)能源受到廣泛關(guān)注。然而微藻富集困難是微藻生物技術(shù)發(fā)展的瓶頸問(wèn)題。生物絮凝法是最具潛能方法來(lái)收獲微藻,從而減少富集費(fèi)用和能量消耗。生物絮凝法具有明顯優(yōu)勢(shì),一方面,利用具備絮凝功效的細(xì)菌高效富集微藻,同時(shí)避免傳統(tǒng)絮凝劑帶來(lái)的不利影響。另一方面,由于微藻凈化水質(zhì)能力較弱,細(xì)菌的存在可以加速去除廢水。本研究利用響應(yīng)面模型法優(yōu)化微藻-生物絮凝菌共培養(yǎng)條件,提高微藻絮凝效率和油脂容量。同時(shí)構(gòu)建微藻-生物絮凝菌共生體系,強(qiáng)化微藻的絮凝效率,加速?gòu)U水處理效能。解析微藻-生物絮凝菌聚集機(jī)理。由于純?cè)宀痪邆湫跄饔?小球藻的絮凝效率僅為0.2%。接種菌藻比(B/C)、有機(jī)物濃度即葡萄糖濃度(Cglucose)、共培養(yǎng)時(shí)間(T)作為自變量,響應(yīng)值(因變量)為微藻的絮凝效率和油脂容量,構(gòu)建三維響應(yīng)面模型。絮凝效率和油脂容量模型的F-value值分別為3.98和8.46,實(shí)際值和預(yù)測(cè)值的R2值分別為0.7817和0.8711,結(jié)果顯示該模型成立。因此在共優(yōu)化條件下即B/C為0.20 0.25,Cglucose小于1.5 g/L,T為9 14 d,微藻絮凝效率達(dá)到45.0 50.0%,油脂容量超過(guò)21%。藻-菌共生體系中(AB),探究不同水力條件對(duì)微藻富集與廢水處理的影響,結(jié)果表明,當(dāng)培養(yǎng)周期為48 h時(shí),較高水力條件(即150 rpm/min)可以得到最優(yōu)絮凝效率、微藻生物量和化學(xué)需氧量(COD)去除率。絮凝效率為86.65%,微藻沉淀液生物量濃度為7108.00 mg/L,水質(zhì)的COD去除率為77.96%。構(gòu)建菌-藻共生體系,與純?cè)迮囵B(yǎng)體系(PA)做對(duì)比,強(qiáng)化微藻的富集與廢水處理。結(jié)果顯示,藻菌共生體系在24 h絮凝效率達(dá)88.72%,而純?cè)弩w系幾乎不具備絮凝效率(絮凝效率為4.54%)。在24 h和48 h培養(yǎng)周期下,藻菌共生體系的沉淀液(ABR)微藻生物量可達(dá)7406.06 mg/L和8205.00 mg/L。在48 h培養(yǎng)周期下,藻菌共生體系對(duì)COD和總氮(TN)的去除效率分別為91.66%和52.34%,對(duì)COD和TN的去除率高于純?cè)鍖?duì)COD和TN的去除率31.74%和15.48%。利用掃描電子顯微鏡(SEM)觀察藻菌聚集體的微觀結(jié)構(gòu),發(fā)現(xiàn)體系分泌的胞外聚合物(EPS)和生物絮凝菌對(duì)藻菌聚集起著重要作用。在培養(yǎng)24 h周期時(shí),藻菌共生體分泌EPS中的多糖和蛋白質(zhì)容量分別為257.89 mg/L和60.92 mg/L,顯著高于純?cè)宸置贓PS中的多糖和蛋白質(zhì)容量。三維熒光光普(EEM)結(jié)果顯示,色氨酸和酪氨酸是藻菌共生體EPS的主要熒光成分,不同于純?cè)錏PS的熒光成分。傅里葉紅外(FT-IR)測(cè)試結(jié)果顯示,糖苷鍵和氨基組分的改變導(dǎo)致多糖和蛋白質(zhì)發(fā)生變化。高通量測(cè)序結(jié)果表明,菌株Bacillus和Sphingobacterium能夠分泌色氨酸和鼠李糖,菌株Brevundimonas可以分泌蛋白質(zhì)和多糖,共同作用促進(jìn)微藻的絮凝。綜上所述,藻-菌共生體系分泌的EPS中的芳香族蛋白(色氨酸和酪氨酸)和多糖對(duì)微藻的絮凝起著重要作用。本研究對(duì)微藻的富集提出新觀點(diǎn),利用微藻-生物絮凝菌共培養(yǎng)共生體系強(qiáng)化微藻的富集,提高微藻生物量,強(qiáng)化廢水處理效能,初步分析藻-菌聚集機(jī)制。
[Abstract]:寰椈浣滀負(fù)鏈，

本文編號(hào)：1410484