微藻優(yōu)化培養(yǎng)、采收及沼液培養(yǎng)微藻的研究.pdf

1、生物柴油可部分替代傳統(tǒng)石化柴油,是理想的可再生能源。生物柴油的發(fā)展受到原料不足的限制,微藻是良好的生物柴油原料。以微藻為原料制各生物柴油具有光合作用效率高、環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)、生長周期短、生物產(chǎn)量高、占用耕地少等優(yōu)點(diǎn),成為近年來研究的熱點(diǎn),然而微藻生物柴油的發(fā)展受到微藻培養(yǎng)密度低、藻油含量不高、微藻采收困難以及微藻培養(yǎng)成本過高等的限制。
　　 本文結(jié)合微藻生物柴油發(fā)展中現(xiàn)存問題,從微藻的優(yōu)化培養(yǎng)、藻細(xì)胞采收和低成本培養(yǎng)三方面開展研究

2、。研究了氮源、有機(jī)碳源、營養(yǎng)物質(zhì)的添加方式對微藻生長和油脂合成的影響,并對微藻培養(yǎng)過程進(jìn)行了優(yōu)化,建立了微藻生長動力學(xué)模型;用化學(xué)絮凝法采收纖維藻,比較了幾種常見絮凝劑采收纖維藻的性能,并對其絮凝機(jī)理進(jìn)行了分析;利用沼液培養(yǎng)微綠球藻以降低微藻培養(yǎng)成本,并減少了富營養(yǎng)成分的排放。通過實(shí)驗(yàn)得出以下結(jié)論:
　　 (1)微藻培養(yǎng)過程中,氮源對藻的生長有明顯促進(jìn)作用,供氮培養(yǎng)時小球藻和纖維藻的生長均優(yōu)于缺氮培養(yǎng);氮源的缺乏能提高微藻的含油

3、率;小球藻和纖維藻能在有機(jī)碳源存在下混養(yǎng)生長,供氮培養(yǎng)在藻生長至對數(shù)期流加葡萄糖時可獲得較大的藻密度和油脂含量,混養(yǎng)培養(yǎng)還能影響藻細(xì)胞內(nèi)的油脂代謝路徑,當(dāng)混養(yǎng)培養(yǎng)至衰亡期時小球藻細(xì)胞內(nèi)油脂含量最高,藻油主要以甘三酯形式存在;甘油的添加對小球藻培養(yǎng)幾乎沒有起到促進(jìn)作用。分別在槽式反應(yīng)器、直管式反應(yīng)器、鼓泡式反應(yīng)器和氣升式反應(yīng)器培養(yǎng)小球藻,結(jié)果表明:氣升式反應(yīng)器中培養(yǎng)的小球藻密度約是槽式反應(yīng)器中的1.5倍,是鼓泡反應(yīng)器中的1.2倍;對小球藻

4、生長動力學(xué)模型簡化處理,并與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)擬合,得出:添加有機(jī)碳源時,小球藻比生長速率高,添加葡萄糖的比生長速率較添加甘油高,供氮培養(yǎng)穩(wěn)定期一次性加入葡萄糖時,小球藻比生長速率最大,為0.6173,藻細(xì)胞倍增時間1.12d。
　　 (2)利用化學(xué)絮凝法采收纖維藻,分別以三氯化鐵、硫酸亞鐵、明礬、硫酸鋁、硫酸鋅、氫氧化鈣、聚丙烯酰胺、殼聚糖等為絮凝劑,通過對比分析,三氯化鐵在纖維藻采收中絮凝效果較好,0.6g/L絮凝劑添加量,絮凝時間為

5、15min,藻細(xì)胞采收率接近100％,且采收后殘液可循環(huán)利用。
　　 (3)沼液中富含N、P等元素,直接排放會造成水體的富營養(yǎng)化,微綠球藻能吸收沼液中的富營養(yǎng)元素,減少水體污染。微綠球藻能在添加3%海水晶的沼液中良好的生長,無需再添加其他營養(yǎng)成分;培養(yǎng)過程中適時補(bǔ)水以維持培養(yǎng)過程中鹽度、電導(dǎo)率等的穩(wěn)定,提供一個穩(wěn)定的培養(yǎng)環(huán)境;在沼液濃度為20%時,微綠球藻生長最優(yōu),最大細(xì)胞數(shù)達(dá)2.645×107cells/ml;培養(yǎng)結(jié)束后,液體