本文關(guān)鍵詞：生活污水稀釋餐廚垃圾厭氧消化液培養(yǎng)微藻及氮磷去除的研究

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【摘要】：隨著人們生產(chǎn)生活水平的不斷提高,能源消耗量逐漸增大,能源短缺成為當(dāng)前面臨并亟待解決的一大難題。與此同時(shí),污水中含有豐富的氮磷等營(yíng)養(yǎng)鹽,若處理不當(dāng)或是未經(jīng)處理排入水體會(huì)引發(fā)富營(yíng)養(yǎng)化等一系列環(huán)境問(wèn)題。因此,尋找新型可再生能源及高效去除污水中的營(yíng)養(yǎng)鹽成分是現(xiàn)階段面臨的兩大熱點(diǎn)問(wèn)題。為同時(shí)解決水污染與能源短缺問(wèn)題,一種新型的污水培養(yǎng)微藻生產(chǎn)生物質(zhì)并同時(shí)處理污水的耦合系統(tǒng)被應(yīng)用到微藻培養(yǎng)當(dāng)中。不但能減少微藻培養(yǎng)的成本還能有效去除水體中的營(yíng)養(yǎng)鹽兼有環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益。本文用生活污水稀釋餐廚垃圾厭氧消化液培養(yǎng)小球藻SDEC-18,探究最佳稀釋倍數(shù)以及微藻生長(zhǎng)和脫氮除磷能力;在最佳稀釋倍數(shù)下,探究改變培養(yǎng)方法促進(jìn)氨氮有效利用的可行性,通過(guò)油脂變化及透射電鏡分析等揭示微藻在該培養(yǎng)條件下油脂積累及耐受高氨氮的機(jī)理。主要結(jié)論總結(jié)如下:(1)用生活污水稀釋餐廚垃圾厭氧消化液培養(yǎng)小球藻SDEC-18,不同稀釋比例下微藻的生長(zhǎng)情況均優(yōu)于其在BG11中的指標(biāo)。SDEC-18在1%稀釋比例中獲得最高的生物量0.4g/L、比生長(zhǎng)速率105.5×10~(-3)d~(-1)和最大的生物質(zhì)產(chǎn)率25.8 mg/L/d。以上結(jié)果說(shuō)明,用生活污水稀釋餐廚垃圾厭氧消化液替代傳統(tǒng)的BG11培養(yǎng)基來(lái)培養(yǎng)小球藻SDEC-18具有可行性,稀釋比例1%為最優(yōu)稀釋比。(2)SDEC-18在各培養(yǎng)條件中的油脂含量均高于25%。從微藻的透射電鏡可以得出,為了適應(yīng)不利的高氨氮生長(zhǎng)環(huán)境,SDEC-18會(huì)調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)部的生化活動(dòng),同時(shí)增加細(xì)胞內(nèi)的油滴含量來(lái)維持細(xì)胞的生長(zhǎng)。SDEC-18在10%稀釋比例中獲得最高油脂含量及油脂產(chǎn)率分別為38.65%和11.79 mg/L/d,此時(shí)微藻在BG11培養(yǎng)基中油脂含量及產(chǎn)率為29.48%和5.53 mg/L/d。小球藻SDEC-18在不同培養(yǎng)條件中所獲得的脂肪酸甲酯的成分證明其所獲得的油脂為優(yōu)質(zhì)生物柴油原料。(3)用生活污水稀釋餐廚垃圾厭氧消化液代替BG11培養(yǎng)基培養(yǎng)小球藻可節(jié)省大量成本,若用BG11培養(yǎng)基獲得一噸SDEC-18藻粉,則需要36.75萬(wàn)元。因此,此代替方法可節(jié)省大量成本,具有可行性。小球藻SDEC-18能在混合廢水中生長(zhǎng)良好,且能耐受氨氮濃度高達(dá)284.6 mg/L,具有耐受不利環(huán)境的優(yōu)勢(shì)。SDEC-18可利用廢水中的營(yíng)養(yǎng)鹽進(jìn)行生長(zhǎng),但其對(duì)氮素的去除效率不高,TN和NH_3-N的最高去除效率在1%稀釋比例混合污水中僅分別為33.6%和40.5%。(4)采用生物反應(yīng)器及曝氣的方式選取1%稀釋比例的混合污水為實(shí)驗(yàn)組,培養(yǎng)24天后獲得生物量1.58 g/L,SDEC-18葉綠素a最高含量可達(dá)35.0 mg/L,約占細(xì)胞干重的3.2%,所獲油脂含量為27.6%,油脂產(chǎn)率為18.2 mg/L/d。微藻對(duì)TN、NH_3-N、TP的利用率比較高,去除效率分別高達(dá)94.7%、98.6%和99%,且出水中三項(xiàng)指標(biāo)能達(dá)到國(guó)家一級(jí)A排放標(biāo)準(zhǔn),可實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放。
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：X799.3

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本文編號(hào)：1305119