城市污水培養(yǎng)微藻生產(chǎn)生物柴油工藝能夠?qū)崿F(xiàn)污水資源化,是應對能源危機和環(huán)境污染兩大問題的解決辦法之一。微藻收獲是微藻生物柴油工藝產(chǎn)業(yè)化的一大瓶頸,雖然目前已有大量關(guān)于微藻收獲方法的研究,但均未能實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。課題組前期從城市污水培養(yǎng)微藻體系中篩選出一株檸檬酸桿菌W4,對小球藻的絮凝收獲率可達(92.38±1.57)%,本課題基于課題組前期的研究成果,對檸檬酸桿菌W4促進小球藻絮凝的原因進行探討,探索檸檬酸桿菌W4收獲小球藻工藝的戶外應用條件,并對該工藝的經(jīng)濟可行性進行分析。對檸檬酸桿菌W4促進小球藻絮凝的原因進行探討,結(jié)果表明,檸檬酸桿菌W4能夠適應小球藻培養(yǎng)體系并成為優(yōu)勢菌種,發(fā)揮絮凝作用。進一步分析檸檬酸桿菌W4產(chǎn)生的絮凝活性物質(zhì)及絮凝作用機制,發(fā)現(xiàn)檸檬酸桿菌W4的菌體本身及其代謝產(chǎn)物中存在絮凝活性物質(zhì),絮凝活性物質(zhì)的主要成分為蛋白質(zhì)、多糖和羧酸,其中氨基、羧基等活性基團在絮凝過程中發(fā)揮重要作用。絮凝作用機制主要為吸附架橋和網(wǎng)捕卷掃作用,與電中和作用無關(guān)。通過對檸檬酸桿菌W4收獲小球藻工藝的戶外應用條件探索,得到檸檬酸桿菌W4收獲小球藻的最佳收獲工藝參數(shù)條件為:收獲時長為6 h,菌藻比為4:1,攪拌速度梯度G值為26.30 s~(-1)。在該參數(shù)條件下得到的最佳微藻收獲率為(87.37±2.96)%。通過分析檸檬酸桿菌W4收獲小球藻工藝對后續(xù)工藝的影響發(fā)現(xiàn),小球藻培養(yǎng)體系經(jīng)檸檬酸桿菌W4收獲后,出水水質(zhì)會受到影響,需改進檸檬酸桿菌W4的投加方式。通過對比收獲前后油脂產(chǎn)量的變化發(fā)現(xiàn),檸檬酸桿菌W4收獲小球藻工藝對油脂產(chǎn)量無顯著影響。且檸檬酸桿菌W4收獲小球藻工藝可提高微藻生物柴油的品質(zhì)。對檸檬酸桿菌W4收獲小球藻工藝進行經(jīng)濟可行性分析,得到該工藝在小試規(guī)模參數(shù)條件下的成本為10.24元/kg干藻粉,折合1.49$/kg干藻粉,與其他收獲方法的成本相比有一定優(yōu)勢,但與市場上的原油價格相比仍有差距。在后續(xù)的研究中可從優(yōu)化絮凝條件、改善檸檬酸桿菌W4投加方式、優(yōu)化檸檬酸桿菌W4的培養(yǎng)條件等方面入手進行深入研究,進一步推進微藻生物柴油工藝的產(chǎn)業(yè)化。
【學位單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：X703;X172
【部分圖文】：

第 2 章 實驗材料與方法置培養(yǎng)裝置室微藻培養(yǎng)裝置的微藻培養(yǎng)裝置采用如圖 2-1 所示的柱形光生物反內(nèi)（培養(yǎng)溫度為（25±2.0）℃）對微藻進行培養(yǎng)。柱形L，直徑 5 cm，長度 80 cm，采用空氣泵對微藻進行進入，曝氣量約為 50 mL/min。實驗室內(nèi)采用 40 W x）為微藻的培養(yǎng)提供光照，光暗比設置為 12 L:12滅菌后的 BG11 培養(yǎng)基加入柱形光生物反應器中，按蛋白核小球藻藻液進行培養(yǎng)，培養(yǎng)至穩(wěn)定期的小球藻接種。

圖 2-2 微藻跑道池培養(yǎng)裝置收獲裝置獲裝置為 5 L 塑料桶加攪拌裝置（如圖 2-3 所示）。 148 mm。攪拌裝置由型號為 5IK160W 的可調(diào)速電拌槳組成。

圖 2-2 微藻跑道池培養(yǎng)裝置收獲裝置獲裝置為 5 L 塑料桶加攪拌裝置（如圖 2-3 所示）。 148 mm。攪拌裝置由型號為 5IK160W 的可調(diào)速電拌槳組成。
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本文編號：2872191