一株处理高氨氮养猪沼液微藻的分离鉴定及其特性研究

摘要

现代生猪养殖业的迅速发展的同时导致养猪废水的大量产生，厌氧发酵技术由于具有有机负荷高、处理成本低、回收能源等优点成为主要的处理技术，但出水仍含有高浓度的氨氮以及其他污染物，如不加以进一步处理将会危害当地生态环境甚至居民健康。另一方面，能源紧缺的严峻形势使得越来越多的学者将目光瞄准了被认为是第三代生物能源的微藻生物柴油，但是微藻培养的高成本阻碍了其商业化进程。在此背景下，基于微藻培养的养猪沼液处理技术被认为是最好的生物处理方法之一，不仅减少了微藻的培养费用同时实现了养猪沼液水质净化。研究报导仅有少数的几种微藻（如栅藻、小球藻）能在养猪沼液中生长，因此，筛选分离能高效处理养猪沼液的优势藻种是该方法成功的关键。本研究从养猪场附近池塘内分离纯化了一株优势微藻，并围绕其鉴定、理化性质以及对养猪沼液的处理特性等方面展开探讨，为构建基于微藻培养的养猪沼液处理技术体系提供基础依据。
　　借助形态学与分子生物学手段进行鉴定得出该优势微藻菌株为星空藻，命名为 Coelastrella sp. QY01。测序结果已提交至 Genebank（登录号：KU744518）。
　　星空藻（Coelastrella sp. QY01）在 BG11培养基中适应非常快，接种后没有明显的停滞期而直接进入对数生长期，大约14天后达到稳定期。在 BG11培养基中培养时比生长率为0.251 day-1，倍增时间为2.76 days，最大生物量干重为0.629 g L-1，最大生物量产率为33.90 mg L-1 day-1；培养10天后总脂含量为25.4％，总脂产率为12.5 mg L-1 day-1；脂肪酸成分以棕榈酸（C16:0）、亚油酸（C18:2）和亚麻酸（C18∶3）为主，占总脂含量的83.3%。饱和脂肪酸、单不饱和脂肪酸和多不饱和脂肪酸分别占总脂含量的23.8%、3.4%和72.8%；微藻细胞主要由蛋白质、糖类、脂质和纤维素组成，其中蛋白质和脂质占主要部分。
　　星空藻（Coelastrella sp. QY01）在20%、40%、60%、80%和100%沼液中接种后适应的非常快，均没有表现出明显的停滞期，且在沼液中生长情况比在B G11培养基中要好；在5个不同浓度沼液中培养时，对沼液中的氨氮、总磷和无机碳均表现出了很高的去除率，分别达到90%~100%、90%~100%和74%~78%；在5个不同浓度沼液中培养10天后油脂含量在22.4~25.5%之间；脂肪酸主要由棕榈酸（C16:0）、亚油酸（C18:2）和亚麻酸（C18:3）组成，且不饱而脂肪酸（包括 C16:3，C18:2和 C18:3）占主导地位，这些特性对转化高品质的生物柴油非常有利。以上结果说明星空藻（Coelastrella sp. QY01）能够在养猪沼液中快速生长，且能够高效去除废水中的污染物质，同时具备作为生
　　产生物柴油原料的潜力。值得注意的是，星空藻（Coelastrella sp. QY01）在40%沼液中培养时，生物量、污染物去除率以及油脂产率均达到最佳。

目录

声明

第1章 绪论

1.1养猪沼液

1.2微藻

1.3废水微藻处理技术

1.4课题研究目的、内容及思路

第2章 优势微藻菌株的分离、鉴定及理化性质测定

2.1引言

2.2材料与方法

2.3结果与讨论

2.4本章小结

第3章 基于微藻培养的养猪沼液处理技术研究

3.1引言

3.2材料与方法

3.3结果与讨论

3.4本章小结

第4章 主要结论与研究展望

4.1主要结论

4.2主要创新点

4.3研究展望

参考文献

附录A（攻读硕士学位期间发表的学术论文目录）

附录B（攻读硕士学位期间申请的国家专利目录）

附录C 藻种Coelastrella sp. QY01的ITS序列

致谢