小球藻和菌藻共生系统综合处理养猪业沼液研究

摘要

进入21世纪以来，我国人民生活中的肉制品含量在逐年增多，因而也带动了规模化养猪业的迅猛发展。规模化养殖能够大大缩短生长周期，降低养殖成本，从而增加经济效益。但是规模化会造成粪便污水大量堆积，冲洗水加大，这样会带来严重的环境污染进而危及生态安全。该论文试图从小球藻、小球藻在不同的通气条件下、小球藻和真菌的共生体以及小球藻和活性污泥的结合四个方面来对养猪业沼液加以处理利用。主要研究结果如下:
　　 1、驯化后的小球藻经过短期的适应在沼液中能较快的生长。接种小球藻处理沼液10天，沼液中的主要营养物指标COD、悬浮物、NH4+-N、TP分别下降到162.3 mg/L、52 mg/L、14.66 mg/L和7.57 mg/L，相应的去除率分别为77.61％、91％、94.76％和80.03％。实验结果说明，利用小球藻处理养猪业沼液是切实可行的。
　　 2、实验研究得到了灵芝菌和小球藻形成稳定的菌藻共生体的条件。实验得到菌藻球形成的最佳碳源为麦芽糖，菌藻球形成的最佳氮源为酵母膏，菌藻球形成的最佳初始pH值是在pH为5.0时。论文也进一步考察了菌藻球对养猪业沼液的处理情况。实验测定了菌藻球投入沼液中处理10天的营养物去除情况，结果表明菌藻球和悬浮的小球藻的共同处理对沼液的净化是很有效的。经过菌藻球的处理沼液中的TN、TP、NH4+-N、COD分别下降到48 mg/L、11.57 mg/L、22.86 mg/L和95 mg/L，其对应的去除率为88.84％、79.91％、90.86％、88.9％。与用小球藻单独处理养猪业沼液的结果相比其COD的去除率略高于小球藻单独处理沼液的效果，总磷的处理效果和小球藻单纯处理相差不大。菌藻球总生物质质量浓度为4.5462 g/L，日平均积累速率为0.4309 g/L。这些数据表明用菌藻共生体处理沼液也能达到污水处理的标准，同时还能为后期的收获环节提供很多便利。
　　 3、实验还详细比较了小球藻在三种不同通气量的条件下在沼液中的生长情况以及沼液中各种营养物质的去除情况。结果表明小球藻在通气量为1.5 L/min时在沼液中生长情况最好，第8天的OD680值为2.5346，而通气量在1L/min和通气量在2.0 L/min时OD680值分别为1.4527和1.8213，说明通气量在1.5 L/min时是生长最好的状态。实验还通过比较三个通气组对沼液中COD、TN、TP和NH4+-N的去除情况也得出同样的结论。对处理后的藻类生物质进行收集，结果通气量为1.5 L/min时藻类生物质质量浓度最高为4.3751 g/L，而通气量在1L/min和通气量在2.0 L/min时分别为1.5892 g/L和3.5846 g/L。实验表明在沼液中通过通气能更加有效的去除沼液中的有机物质等营养物，1.5 L/min时是小球藻生长和去除营养物质最好的通气量。
　　 4、实验进一步考察了小球藻和活性污泥的共生体系去除沼液中有机物质等营养物的情况。通过比较可知，活性污泥和小球藻共生系统更能有效去除沼液中各种物质。采用活性污泥和小球藻共生体系处理养猪业沼液时，沼液中COD、TN、TP和NH4+-N的去除率可分别达到94.40％、91.80％、87.63％和95.28％，去除速率分别为73.78 mg.L-1.day-1、28.48 mg.L-1.day-1、4.00 mg.L-1.day-1和25.33mg.L-1.day-1，处理效果与每日清除速率明显优于小球藻单独处理沼液时的效果。

目录

声明

摘要

第1章 引言

1．1 小球藻概述

1．2 藻类的研究现状

1．2．1 藻类与水生植物

1．2．2 藻种的保存技术研究

1．2．3 藻类培养的条件研究

1．2．4 藻类提取物研究

1．2．5 藻类产油研究

1．2．6 藻类培养装置研究

1．3 畜禽养殖废水处理研究现状

1．3．1 畜禽养殖业废水源头控制技术

1．3．2 畜禽养殖废水后期处理控制技术

1．4 藻类用于废水处理的研究

1．5 菌藻共生体的研究

第2章 小球藻(Chlorella vulgaris)处理养猪业沼液研究

2．1 引言

2．2 材料与方法

2．2．1 实验藻株

2．2．2 沼液

2．2．3 培养基

2．2．4 实验仪器

2．2．5 实验和测定方法

2．3 结果与分析

2．3．1 小球藻在养猪业沼液中的生长曲线

2．3．2 小球藻培养过程中沼液中营养物质的去除效果和生物质产量

2．3．3 小球藻在沼液中的生物质产量

2．4 结论

第3章 不同通气条件下小球藻(Chlorella vulgaris)对养猪业沼液的处理研究

3．1 引言

3．2 材料与方法

3．2．1 实验藻种

3．2．2 沼液

3．2．3 培养基

3．2．4 实验仪器

3．2．5 实验和测定方法

3．3 结果与分析

3．3．1 不同通气组小球藻在养猪业沼液中的生长曲线

3．3．2 不同通气组对沼液中营养物质的去除效果和生物质产量

3．4 结论

第4章 灵芝(Ganoderma lucidum)和小球藻(Chlorella vulgaris)共生体处理养猪业沼液研究

4．1 引言

4．2 材料与方法

4．2．1 材料

4．2．2 仪器

4．2．3 藻类培养基

4．2．4 小球藻培养

4．2．5 灵芝菌的培养

4．2．6 灵芝菌—小球藻成球条件的研究设计

4．2．7 菌藻共生体处理沼液的实验设计

4．2．8 测量方法

4．3 结果与分析

4．3．1 菌藻共生球形成条件的确定

4．3．2 菌藻共生体对养猪业沼液中营养物质的去除效果和生物质产量

4．4 结论

第5章 活性污泥—小球藻(Chlorella vulgaris)共生体系对养猪业沼液的处理研究

5．1 引言

5．2 材料与方法

5．2．1 实验藻株

5．2．2 沼液

5．2．3 活性污泥

5．2．4 培养基

5．2．5 实验仪器

5．2．6 小球藻的扩大培养及驯化

5．2．7 活性污泥在沼液中的驯化

5．2．8 小球藻和活性污泥共生体处理养猪业沼液的研究设计

5．2．9 实验测定方法

5．3 结果与分析

5．3．1 不同处理组沼液中COD的变化

5．3．2 不同处理组沼液中TN的变化

5．3．3 不同处理组沼液中TP的变化

5．3．4 不同处理组沼液中NH4+-N的变化

5．3．5 沼液中营养物质的清除率

5．4 本章小结

第6章 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

致谢

参考文献

攻读学位期间的研究成果