小球藻在气升式光生物反应器中的培养工艺优化

摘要

小球藻因其生长速度快、占地面积小、含油率高等优势已经成为制取生物柴油的潜力藻种，开发适宜小球藻生长的光生物反应器，以及进行相关工艺放大的研究，已成为该领域重要的研究课题。在前人的基础上，本试验将小球藻接种到大中型气升式反应器中进行培养，以实现小球藻培养的中试研究，通过考察气升式反应器内置光源波长、内置光源强度、光暗周期、以及二氧化碳通气比例几个因素对反应器中小球藻生长情况的影响，以小球藻最大生物量及平均生长速率为考察指标，确定出小球藻在实验用气升式反应器中生长的最佳条件；为进一步提升藻细胞的采收量，在反应器中对小球藻进行半连续培养模式，探索不同更新周期对小球藻日均采收量的影响；为研究反应器中利用小球藻处理污泥厌氧发酵废水的效果，在反应器中以污泥厌氧发酵废水为培养基，在优化条件下利用小球藻对废水进行处理，分析并考察藻细胞生物量和处理效果。通过上述四个部分的实验内容，为小球藻在气升式反应器进行扩大培养、连续培养及污水处理方面的应用提供研究基础及理论依据。得到如下结论：
　　（1）在气升式反应器中得到的小球藻生长的最佳条件为：光照强度9615 lux，光暗周期17.5 h:6.5 h，二氧化碳占总通气量的比例为5％。优化条件下，反应器中小球藻最大生物量为1.21 g/L，相较于对照组，生物量提高了157%；
　　（2）在气升式反应器中对小球藻进行半连续模式培养过程中，藻细胞的生长率为0.69 d-1，日均采收量为4.183 g/d，均为批次培养模式下的2倍多。且在更新周期为1-3天的条件下，半连续培养法条件下小球藻的生长率及日均采收量均优于批次培养。
　　（3）在气升式反应器中利用小球藻处理污泥厌氧发酵废水，废水中COD、TAN、TP及色度去除率分别为67.71%、74.83%、84.91%、84.06%，相较于锥形瓶中废水的处理效果，COD、TAN、TP及色度去除率分别提高了38%、56%、23%和16%。

目录

声明

1. 绪论

1.1 几种现有光生物反应器的类型

1.2 气升式反应器的研究进展

1.3 工艺条件对小球藻的影响

1.4 微藻培养模式简介

1.5 微藻废水处理研究现状

1.6 研究内容及目的

2 反应器中培养条件对小球藻生长的影响

2.1 前言

2.2 材料和仪器

2.3 实验方法

2.5 絮凝效果图

2.4 结果与分析

2.5 本章小结

3 反应器中小球藻培养条件的响应面优化

3.1 引言

3.2 材料与方法

3.3 结果与讨论

3.4 本章小结

4 反应器中小球藻的半连续培养

4.1 引言

4.2 材料与方法

4.3 结果与讨论

4.4 本章小结

5 气升式反应器中小球藻对废水的处理效果

5.1 引言

5.2 材料与方法

5.3 结果与讨论

5.4 本章小结

6 结论和展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

个人简历、在校期间发表的学术论文和研究成果

致谢