低温对高浓度人尿液废水培养小球藻的影响

针对寒区气温低,微藻培养过程加热能耗大的问题,以蛋白核小球藻Chlorella pyrenoidosa和普通小球藻Chlorella sp为试验藻种,利用人工气候培养箱,在人尿液废水添加比例40%条件下,研究2种小球藻在15.0、17.5、20.0、22.5、25.0℃较低温度下的生长特性和小球藻蛋白质含量,以及培养液中营养物质的利用情况。结果表明,2种小球藻均可以在高浓度尿液废水中生长,蛋白核小球藻Chlorella pyrenoidosa对各试验组培养液中总氮、氨氮、总磷和化学需氧量(Chemical Oxygen Demand,COD)的平均去除率分别达到78.02%、79.59%、79.31%、20.11%,最大生物量达到0.502 g/L;普通小球藻Chlorella sp对培养液中总氮、氨氮、总磷和COD的去除效果更好,平均去除率分别达到87.90%、89.55%、89.29%、68.66%,最大生物量达到1.007 g/L。2种小球藻对低温的响应均呈现随温度的升高生物量和培养液中相关指标的去除率也随之增大的趋势,但不同温度区段的变化率存在差异,温度为20.0℃及以上时变化较小,温度低于20.0℃时变化较大。并且在微藻培养各指标中,微藻的生物量和蛋白含量,以及培养液中的COD含量变化较大,而培养液中的总氮、氨氮、总磷的变化规律差别较小。普通小球藻Chlorella sp对低温的耐受特性明显优于蛋白核小球藻Chlorella pyrenoidosa,普通小球藻Chlorella sp更适合在低温条件下用于高浓度尿液废水的处理和资源化。该研究为寒区微藻的低耗高效培养和尿液废水的资源化利用提供理论支持。

牛场废水培养肥壮蹄形藻的工艺参数优化

该研究选用肥壮蹄形藻(Kirchneriellaobesa)为试验藻种,以秸秆过滤后牛场废水与BG11培养基的混合物为微藻培养液,在前期单因素试验基础上研究废水添加比、光照强度、光照时间和通气量对微藻干重、氨氮去除率、总磷去除率和Chemical Oxygen Demand (COD)去除率的交互影响,通过Central Composite Design (CCD)中心组合试验得到了相应的影响模型。试验结果表明牛场废水培养肥壮蹄形藻的最优工艺条件为:废水添加比例26%、光照强度9 028 lx、光照时间21.5 h、通气量2.0 L/min。该研究采用优化工艺,在14 d的培养周期末期,肥壮蹄形藻的干重达到了1.141g/L,废水中氨氮去除率、总磷去除率和COD去除率分别达到了99.65%、99.15%、85.83%,响应值指标的预测值和实际值误差均在2%以内。各因素对目标值的交互作用关系为:废水添加比例和光照时间对肥壮蹄形藻干重的交互作用较强,废水添加比例和通气量对肥壮蹄形藻培养液中氨氮去除率、总磷去除率和COD去除率均具有较强的交互作用,而光照强度和光照时间仅对总磷去除率具有较强的交互作用。该研究为牛场废水培养微藻的工业化生产提供了理论参考。