利用高浓度CO_2气体和氮磷废水培养能源硅藻的研究

【摘要】近年来,为了实现经济与环境的可持续发展,开发新能源已经成为必然的趋势。生物柴油是一种理想的可再生能源,具有良好的燃烧性能以及高闪点,并且生物柴油是无毒的,排放的废气中硫氧化物和C02的含量相对较少。作为生物柴油的潜在原料,微藻以其生长周期短、油脂含量高等突出的优点进入了科学家的视野,并且,微藻作为地球上最主要的初级生产者,它具有高效的C02固定能力,可以减少大气中的C02,特别是筛选得到一些能够耐高浓度CO2的能源微藻,吸收大部分的温室气体,同时促进能源微藻的生长并积累大量的油脂。另一方面,由于常规的微藻培养方法需要投加大量含氮、磷无机盐类,导致微藻的生产存在着高成本的问题。将废水与产油微藻培养结合起来,可以实现废水的无害化处理,还可为微藻的培养提供营养组分和大量水源本研究的主要目的是为了筛选能够耐高浓度CO2和废水培养的高脂海洋硅藻,并探讨其耐受高浓度CO2和废水培养的生理生化机制,为日后大规模培养提供理论依据。主要研究成果如下：1.在10%CO2培养条件下培养牟氏角毛藻(ChaetocerosmuelleriMMDL50116)、三角褐指藻(PhaeodactylumtricornutumCCMP632)和假微型海链藻(ThalassiosirapseudonanaCCMP1335),发现牟氏角毛藻和假微型海链藻能够耐受高浓度C02的培养。2.牟氏角毛藻在空气(CO2含量0.03%)、10%、20%和30%CO2浓度培养条件下培养,其生物量分别为0.512、1.022、0.554和0.285g·L-1,最大C02固定率分别为0.127、0.428、0.103和0.038g·L-1·d-1,油脂含量分别为27.74%、43.40%、35.59%和38.51%。可见,在10%CO2培养条件下,牟氏角毛藻获得最大生物量、最大CO2固定率以及最高油脂含量。说明在本实验中,10%CO2培养条件是促进牟氏角毛藻积累生物量以及油脂的最佳生长条件。根据脂肪酸成分分析,牟氏角毛藻的主要脂肪酸组成为C14：0(>14.41%),C16：0(>19.91%)和C16：1(>37.21%),这些短中链脂肪酸是生成生物柴油的重要组成成分。3.将牟氏角毛藻、三角褐指藻和假微型海链藻在1：1的废水海水混合培养基中培养,发现三角褐指藻能够适应混合培养基的培养,并保持高的生长率。4.三角褐指藻在废水(MunicipalWastewater,MW)海水(SeaWater,SW)比例分别为MW:SW=1:0、MW:SW=1:2、MW:SW=1:1、MW:SW=2:1以及MW:SW=0:1的混合培养基中培养,发现三角褐指藻在MW:SW=1:1、MW:SW=2:1培养条件下生物量积累最大,并且其去除总氮(TN)、总磷(TP)以及COD的能力均在85%以上。说明三角褐指藻能够利用废水海水混合培养基进行生长,并且能够除去废水培养基中的TN、TP以及COD。
【作者】王鑫威；
【导师】梁君荣；
【作者基本信息】厦门大学，水生生物学，2014，硕士
【关键词】牟氏角毛藻；CO2；三角褐指藻；废水；生物柴油；

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