高密度培养小球藻去除CO2的研究

抗逆性强、生长速率快且能高密度培养的微藻是生物法同碳的良好材料.沼液中含有小球藻生长所需的基本营养物质,但其比例及浓度并不能满足微藻高密度发酵以大量固碳的要求.文章以沼液中驯化出的抗逆性小球藻为实验藻株,以沼液为基础培养基,考察了该藻高密度培养的条件,并将其应用于CO2的去除.结果以50％沼液为基础培养基,补加氮80 ...     

固定化藻类的生理特征和对染料的脱色能力研究

利用海藻酸钙对蛋白核小球藻进行了固定,比较了固定化藻和悬浮态藻的生长和生理特征,优化了固定条件,利用扫描电子显微镜对藻的形态及其在固定化载体中的分布进行了观察,并对其降解染料能力进行了初步研究.固定化提高了藻的生长和合成代谢活性.选择藻珠粒径为2.5mm,藻初始密度为200×104cell/mL,通入含2%CO2的空气为最佳条件.没通CO2气体的藻在载体中的分裂生长受到限制,藻细胞个体增大,藻在载体中分布不均;通入CO2气体的藻生长和代谢均大大提高,且个体大小恢复正常,藻在载体中分布均匀,对固定化藻降解染料的初步研究表明,固定化藻比悬浮态藻对染料有更佳的降解脱色能力,而通入CO2气体更有利于提高对染料的脱色率.     

小球藻培养条件优化及油脂积累特征

为探索小球藻光生物反应器培养和油脂积累的最佳条件,就pH和不同浓度的NO3-N、Mg2+、Fe3+和Zn2+等环境因素对小球藻生长的影响进行了探讨,同时应用尼罗红染色荧光法对各环境因子条件下小球藻细胞内油脂积累状况进行了动态监测;继而应用正交实验对显著影响小球藻生长和油脂积累的培养条件进行了组合优化。结果表明:高浓度的NO3-N、Mg2+、Fe3+可促进小球藻的生长,而Zn2+则抑制其生长,pH对其生长及油脂积累影响不明显;在一定范围内,氮限制和高浓度的金属离子可以有效地促进小球藻油脂的积累;小球藻最优培养条件组合为:Fe3+浓度为12μmol/L,Zn2+浓度为7.2μmol/L,NO3-N浓度为0.3 mmol/L。     

不同pH条件下小球藻氨氮处理及生物质生产能力

针对目前沼液中高浓度氮氨氮对空气和水质的不良影响,探究在不同pH条件下小球藻对氨氮的处理能力以及生物质生产潜力。在初始ρ（NH₃-H）为120~130mg/L,设置4组pH为6.5、7.5、8.5、9.5的模拟废水中培养小球藻。结果表明:pH为6.5~7.5时更适合氨氮的去除。随着pH值升高,pH>8.5时产生的高浓度游离氨对小球藻生长起主要抑制作用。基于藻细胞内叶绿素的积累,小球藻更偏好pH为6.5~8.5的实验环境。小球藻在pH=7.5时油脂产率达到最高为0.30 g/L/d,这与小球藻生长的适宜pH条件一致。综合考虑小球藻对氨氮的去除率及生长和油脂的积累情况,在利用小球藻处理沼液时,将pH控制在6.5~7.5区间内会更有利于氨氮的去除和废水的资源化利用。     

再生水补充景观水体中藻类的生长比较

以太原市污水净化二厂二级出水作为景观水体补水水源,比较了以再生水为培养基的小球藻、斜生栅藻、鱼腥藻和针杆藻的生长情况,利用Logistic对数形式模型拟合了藻类在纯培养和共培养条件下的生长曲线.结果表明,在纯培养和共培养条件下,4种藻类的生长情况均为小球藻>斜生栅藻>鱼腥藻>针杆藻.其中,针杆藻的竞争能力较差;鱼腥藻虽然有较强的增殖能力,但并不处于优势地位;斜生栅藻能与小球藻形成竞争,较适宜在该水质条件下生长;小球藻具有较强的竞争优势,为该水质条件下的优势藻种.以污水二厂二级出水为景观水体补水时,应重点防止绿藻尤其小球藻的过度生长.      

烟气梯度浓度二氧化碳捕集技术运行经济效益分析

二氧化碳捕集技术按二氧化碳浓度划分为低浓度二氧化碳捕集技术、中浓度二氧化碳捕集技术和高浓度浓度二氧化碳捕集技术。对各浓度二氧化碳捕集技术进行归纳总结,同时对各捕集技术运行时的经济效益进行分析。结果显示:若仅从运行经济效益考虑,二乙醇胺(DEA)化学吸附分离低浓度CO2捕集技术运行成本最低,为123元/MW;其次是富氧燃烧高浓度CO2捕集技术,为227元/MW;整体煤气化联合循环发电系统(IGCC)联合乙二醇二甲醚(NDH)中浓度CO2捕集技术运行成本最高,为259元/MW。     

pH对藻类生物膜脱氮除磷的影响研究

在室温(25±2)℃和4 000 lx的连续光照条件下,分别以斜生栅藻、水华鱼腥藻为实验藻种,附着固定于立体弹性载体上形成藻类生物膜,研究不同p H对2种藻类膜生长状况及脱氮除磷能力及方式的影响。结果表明:斜生栅藻和水华鱼腥藻藻类膜生长最适p H均为9;2种藻类膜分别在p H为8和9时EPS产量、磷去除率最大,EPS产量分别为48.50×10-2,48.22×10-2g/m2,磷去除率分别为95.24%和94.71%;p H为10时,2种藻类膜对氨氮有最大去除率,分别为98.96%、97.93%;藻类膜对磷的去除在p H≤7时以同化吸收为主,当p H>7时同化吸收与化学沉淀共同作用;藻类膜对氨氮的去除在p H<8时以同化吸收为主,当p H≥8时同化吸收与化学挥发共同作用。     

产油小球藻与常见蓝藻共存的生长关系研究

将产油小球藻HQ(Chlorella sp.HQ)分别与蓝藻水华鱼腥藻(Anabaena flos-aquae)、惠氏微囊藻(Microcystis wesenbergii)以不同初始接种密度比(1∶1、1∶5、5∶1)混合培养,发现等接种密度共存时水华鱼腥藻及惠氏微囊藻的生长能力均于培养第4 d起强于小球藻HQ;小球藻HQ与水华鱼腥藻共存时的生长能力(kapp=-23.45×104个/(mL·d))强于与惠氏微囊藻(kapp=-47.61×104个/(mL·d))。非等接种密度共存环境中,水华鱼腥藻和惠氏微囊藻的生长能力均强于与其接种密度相同的小球藻HQ。等接种密度共存环境中的小球藻HQ相比于非等接种密度共存环境具有更强的生长潜力(与水华鱼腥藻:rm1=(0.17±0.06)d-1,μ1=(0.22±0.11)d-1;与惠氏微囊藻:rm2=(0.75±0.13)d-1,μ2=(0.49±0.04)d-1)。不同初始接种密度比、不同混培藻种对小球藻HQ对数期的生长能力影响不明显(P>0.05)。该研究为小球藻HQ应用于水质深度净化与高价值生物能生产耦合技术提供数据参考。     

反硝化细菌的筛选及菌藻共培养体系除氮特性

为提高养殖废水的除氮效果,该文从精养池塘水体中分离出1株高效好氧反硝化细菌TC-1,通过形态学观察、生理生化试验并结合16S r DNA序列分析对反硝化细菌TC-1进行了鉴定。选取椭圆小球藻与反硝化细菌TC-1为研究对象,运用菌藻共培养法研究了碳源种类、总接种量、初始p H值、培养温度、摇床转速对菌藻共培养体系除氮性能的影响,并应用Box-Behnken中心组合进行3因素3水平的实验设计对培养条件进行优化。结果表明,菌株TC-1被鉴定为Pseudomonas toyotomiensis TC-1。菌藻共培养体系适宜的脱氮条件为:在以丁二酸钠为碳源,总接种量2%,初始pH 7.04,培养温度30℃,摇床转速169 r/min的条件下,亚硝氮和总氮去除率分别达到99.14%和97.06%,优于椭圆小球藻单藻和反硝化细菌TC-1单菌的的除氮效果,显示了其在废水脱氮中具有良好的应用前景。     

氮磷比对蛋白核小球藻和塔玛亚历山大藻种间竞争的影响

通过单独培养和共同培养的方法,以Na NO3和KH2PO3为氮源和磷源,研究了氮磷比(4、6、9、10、13、16、22、36和91)对蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidosa)和塔玛亚历山大藻(Alexandrium tamarense)生长和种间竞争的影响,并对其作用机制进行了探讨.结果表明:在单独培养模式下,蛋白核小球藻在N/P为4~22时生长适宜,N/P22时生长受抑制,而塔玛亚历山大藻在N/P为4和6时生长适宜,N/P6时生长受抑制;在共同培养模式下,蛋白核小球藻具有竞争优势,而塔玛亚历山大藻的生长受抑制,且N/P为13和16时蛋白核小球藻种群竞争优势最明显;蛋白核小球藻和塔玛亚历山大藻的培养滤液对彼此生长均未产生抑制作用,由此推测,两种微藻的种间竞争主要以资源利用性竞争为主.结果可为开发利用饵料藻进行赤潮生物防控提供一些理论依据.     

藻类连续培养污染研究—石油和油分散剂对藻类形态和生长的影响

同时采用藻类一次培养和连续培养方法研究了胜利原油、渤海原油和油分散剂(Corexit9527)对四种藻的形态和生长的影响。结果表明,在原油或原油中加入油分散剂存在时,三角褐指藻,角毛藻和杜氏盐藻的藻体变大,小球藻有聚集现象。在一次培养中四种藻都表现较强的抗油性,但原油中加入油分散剂后,原油对藻生长的影响发生变化,小球藻的生长明显受到抑制。在连续培养中除三角褐指藻在胜利原油慢性污染实验中其生长得到促进外,三角褐指藻和杜氏盐藻在其它慢性和急性污染实验中其生长都受到抑制。对藻类连续培养和一次培养二种方法进行比较,认为连续培养是一种实验室研究污染物质对藻类影响的较好方法。     

3种微量元素对小球藻和小环藻生长的影响

为研究3种微量元素(Fe、Co、Mo)对小球藻(Chlorella vulgaris)和小环藻(Cyclotella sp.)生长的影响,采用均匀设计的方法,在温度为25℃,光照强度为2 800 lx,光暗比为14 h∶10 h的条件下进行分组实验,测量不同实验组的藻细胞密度、平均生长速率和叶绿素a含量。结果表明:3种微量元素对小球藻和小环藻的各生长指标影响程度均不相同,其中Fe的影响最大。铁、钴和钼对小球藻的最大细胞密度和平均生长速率的影响顺序均为:FeCoMo,对小球藻的最大叶绿素a含量的影响顺序为:FeMoCo;对小环藻的最大细胞密度和平均生长速率的影响顺序均为:FeMoCo,对小环藻的最大叶绿素a含量的影响顺序为:FeCoMo。利用二次多项式逐步回归分析,得到3种微量元素与小球藻和小环藻的最大藻细胞密度、平均生长速率和最大叶绿素a含量间的显著有效且拟合度较高的二次回归方程,可用于估计特定条件下2种藻类的增殖。     

羧甲基壳聚糖絮凝除藻研究

利用羧甲基壳聚糖为絮凝剂,分别对蛋白核小球藻、水华微囊藻、斜生栅藻进行絮凝实验。结果表明:羧甲基壳聚糖对小球藻最佳絮凝条件为:p H=6,藻浓度为9.0×106个/m L,静置时间为15min,转速为30rpm/min,羧甲基壳聚糖用量为100mg/L;对水华微囊藻最佳絮凝条件为:p H<4,藻浓度为5.1×105个/m L,静置时间为15min,转速为180rpm/min,羧甲基壳聚糖用量为125mg/L;对斜生栅藻最佳絮凝条件为:p H=6,藻浓度为12.4×106个/m L,静置时间为15min,转速为80rpm/min,羧甲基壳聚糖用量为100mg/L。     

使用Mg(OH)_2浆液在鼓泡塔中捕集烟气中低浓度CO_2的研究

Mg(OH)2浆液是一种具备低再生能耗潜力的CO2吸收剂,为了推进其在CO2捕集领域的应用,展开本研究。在鼓泡塔中,使用真实烟气,研究了各种操作条件下Mg(OH)2浆液对低浓度CO2的捕集效率。研究发现良好的布气、较高浓度的Mg(OH)2浆液、更长的名义停留时间,均能有效提高CO2捕集效果;增加气体名义液气比对捕集效果的改善作用较小;入口CO2浓度对捕集效率几乎没有影响。CO2-Mg(OH)2传质系统是液相侧阻力控制,但是鼓泡塔能有效降低这种阻力,取得较高的捕集效率。在较佳的操作条件下,Mg(OH)2浆液在鼓泡塔中能取得90%左右的CO2捕集效率。     

藻类对偶氮染料的降解及定量结构-生物降解性研究

通过研究普通小球藻（ Chlorella vulgaris） 、蛋白核小球藻（Chlorella pyrenoidosa） 、斜生栅藻（Scenedes nusobliquus） 对偶氮染料的降解作用,筛选出优势藻种并优化降解条件;对单偶氮染料进行了定量结构—生物降解性相关关系（QSBR） 研究．3 种藻均能利用偶氮染料为其生长的唯一 C、 N 源,使染料脱色,蛋白核小球藻具有更强的脱色能力;且藻在无 N 环境中的脱色率明显高于无 C 和正常环境;pH 值对染料脱色影响较大,最佳pH值为中性;不同结构的单偶氮染料生物降解性相差很大,脱色率为9.1 ％ （89.9 ％ , QSBR 研究表明, 偶氮键的最低未占据轨道能量是控制生物降解的主要因素,而脱色率与染料的分子量无关．     

固定化小球藻对海水养殖废水氮磷的处理

本研究利用海藻酸钠（SA）作为载体、以氯化钙（CaCl₂）为交联剂,探究小球藻最佳固定化条件及其对海水养殖废水氨氮和磷酸盐的处理效果.通过对比不同浓度SA和CaCl₂对小球藻生长的影响及不同固定化条件的藻球对氨氮、磷酸盐处理效果,确定最佳固定化条件为2.0% SA和2.0% CaCl₂.对比固定化藻球和悬浮小球藻对模拟海水养殖废水氨氮、磷酸盐去除效果,结果表明固定化藻球比悬浮藻液对氮、磷处理效果更好.其中低接种率（1：10）固定化藻球的最大氨氮、磷酸盐去除率分别为63.26%和62.76%.固定化小球藻浓度越高,其净化能力越强,高接种率（1：1）固定化藻球的最大氨氮、磷酸盐去除率分别是85.16%和75.94%.连续流运行下固定化藻球对海水养殖废水氨氮、磷酸盐的平均去除率分别为84.49%和72.17%.小球藻固定化态保留并延长了悬浮态生长活性,提高了对海水养殖废水脱氮除磷效果.     

海洋微藻光合作用对CO_2加富的响应特征

采用实验生态学的方法,研究了中肋骨条藻、赤潮异弯藻和小球藻的叶绿素a含量、光合速率、光合固碳速率和碳酸酐酶活性对CO2加富的响应变化。结果表明:3种海洋微藻的叶绿素a含量对CO2加富处理都没有作出明显的响应变化(P0.05)。相反,3种海洋微藻的光合速率、光合固碳速率和碳酸酐酶活性对CO2加富都作出了明显的响应变化,与对照组相比显著提高(P0.05)。说明CO2加富处理刺激了3种海洋微藻的碳酸酐酶活性,从而提高了它们的光合速率和光合固碳速率。3种海洋微藻相比,赤潮异弯藻的响应最明显,其次是中肋骨条藻,小球藻的响应相对最不明显。     

Hg2+对固定化小球藻污水净化及生理特征的影响

利用褐藻酸钙凝胶包埋固定普通小球藻,对人工配制的含汞污水进行静态净化实验,研究了不同浓度Ｈｇ＾２＋对固定化小球藻净化污水中氨氮,正磷酸盐的效率及其４个生理指标（叶绿素α,光合强度,生长和过氧化物酶）的影响,并与悬浮藻对照比较。结果表明,由于小球藻的固定化增加了对Ｈｇ＾２＋毒性的抗性,０．２×１０＾－６浓度的Ｈｇ＾２＋对其净化效率无多大影响,而悬浮藻的净化明显下降。随着Ｈｇ＾２＋浓度的增加,固定藻的     

不同初始氮浓度对小球藻生长及氮吸收的影响

将小球藻(Chlorella vulgaris)接入不同初始NO3--N浓度的培养基中进行培养,通过分析测定藻密度、细胞内氮、叶绿素-a和硝酸还原酶活性(NRA)等参数,探讨不同初始氮浓度对小球藻生长代谢的影响。结果显示:添加氮源可以明显促进小球藻的生长,且随着氮源浓度的提高促生长作用增强,但高浓度的氮在生长后期抑制了藻的生长。Monod方程揭示了藻的生长与水中氮浓度之间的关系,9.2 mg/L组的最大比生长率(μmax)在3个处理组中最大,然后依次是27.7 mg/L和4.6 mg/L组。半饱和常数(Ks)呈现4.6 mg/L27.7 mg/L9.2 mg/L组的趋势。小球藻细胞内氮与叶绿素-a的增长曲线基本吻合,细胞内份额氮与叶绿素-a的增长不同步。小球藻生长过程中NRA呈现先升高之后逐渐降低的趋势,9.2 mg/L和27.7 mg/L组NRA相近,表明NRA可能存在一定阈值。     

藻细胞在固体表面附着特性的初步研究

针对平板式光生物反应器,以补充有碳源的SE(Brostol's solution)培养基作为普通小球藻生长的水环境,研究了载体表面粗糙度、藻细胞接种量、培养液pH值和液体流量对小球藻细胞在固体基质表面吸附特性的影响.结果表明:藻细胞在各载体表面的吸附密度均随时间进行呈现先快速增大再逐渐趋于平缓的变化趋势;在实验条件下,随载体表面粗糙度和藻液中藻细胞接种量增大,载体表面对小球藻细胞的吸附率均增大,吸附密度也增大;当藻液pH值为6左右时,小球藻在载体表面的吸附密度达到最大;液体流量为0.65 mL·min-1时,载体表面对小球藻细胞的吸附能力最强.各参数对藻细胞吸附密度影响的重要程度依次为藻细胞接种量、培养基pH值、液体流量.