如何凈化豬場(chǎng)養(yǎng)殖污水中的氮磷
中國(guó)污水處理工程網(wǎng) 時(shí)間:2016-9-12 14:10:19
污水處理技術(shù) | 匯聚全球環(huán)保力量,降低企業(yè)治污成本
1 引言
養(yǎng)殖污水和液態(tài)排泄物是集約化畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)污染物無(wú)害化處理的難點(diǎn).目前,規(guī);笄蒺B(yǎng)殖場(chǎng)的污水通常采用沼氣池厭氧發(fā)酵進(jìn)行處理,但產(chǎn)生的數(shù)量巨大的沼液中仍然含有高濃度的氮磷等營(yíng)養(yǎng)鹽.隨著農(nóng)村城鎮(zhèn)化進(jìn)程的推進(jìn),消納沼液的耕地日漸不足,產(chǎn)生的沼液直排到水體中,將會(huì)導(dǎo)致自然水體嚴(yán)重富營(yíng)養(yǎng)化.如何凈化沼液越來(lái)越成為規(guī);笄蒺B(yǎng)殖場(chǎng)可持續(xù)發(fā)展的制約因素.
微藻屬于光合自養(yǎng)型生物,在自然界廣泛分布,能有效吸收利用水體中的氮磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),很早就被人們用以處理污水、凈化環(huán)境.同時(shí),微藻也是十分重要的生物資源,微藻細(xì)胞營(yíng)養(yǎng)豐富,含多種生理活性物質(zhì),某些微藻在特定的培養(yǎng)條件下能選擇性地蓄積高附加值的產(chǎn)品.利用微藻生產(chǎn)生物柴油或單細(xì)胞飼料蛋白源是當(dāng)前微藻開發(fā)利用的熱點(diǎn).若能利用養(yǎng)殖場(chǎng)污水培養(yǎng)產(chǎn)油微藻,既可以利用微藻凈化污水,還能為微藻生物柴油的生產(chǎn)提供資源,一舉兩得.
因此,本文選擇了15株淡水微藻,在實(shí)驗(yàn)室條件下考察其在豬場(chǎng)養(yǎng)殖污水中的生長(zhǎng)性能及其對(duì)污水中氮磷的去除效果,并檢測(cè)利用豬場(chǎng)養(yǎng)殖污水培養(yǎng)的各株微藻的細(xì)胞蛋白含量和脂肪酸組成,以期為豬場(chǎng)養(yǎng)殖污水的無(wú)害化高效凈化處理篩選出合適的藻株.
2 材料與方法
2.1 試驗(yàn)材料
2.1.1 豬場(chǎng)養(yǎng)殖污水
豬場(chǎng)養(yǎng)殖污水取自浙江嘉興余新鎮(zhèn)敦好農(nóng)牧有限公司的養(yǎng)豬場(chǎng).養(yǎng)殖污水經(jīng)過(guò)厭氧發(fā)酵及露天氧化塘沉淀處理后,用于本試驗(yàn).試驗(yàn)用污水的水質(zhì)狀況如表 1所示.
表1 試驗(yàn)用豬場(chǎng)養(yǎng)殖污水的水質(zhì)狀況
2.1.2 試驗(yàn)藻株
試驗(yàn)用15個(gè)藻株均取自上海海洋大學(xué)生物餌料研究室微藻種庫(kù),分別為纖維藻(Ankistrodesmus sp.)SHOU-F1、橢圓小球藻(Chlorella ellipsoidea)SHOU-F3、單生卵囊藻(Oocystis solitaria)SHOU-F5、多棘柵藻(Scenedesmus spinosus)SHOU-F7、多棘柵藻(S. spinosus)SHOU-F8、肥壯蹄形藻(Kirchneriella obesa)SHOU-F9、斜生柵藻(S. obliquus)SHOU-F17、淡水小球藻(Chlorella sp.)SHOU-F19、橢圓小球藻(Ch.ellipsoidea)SHOU-F20、斜生柵藻(S.obliquus)SHOU-F21、四球藻(Tetrachlorella alternans)SHOU-F24、鐮形纖維藻(A.falcatus)SHOU-F26、小球藻(Chlorella sp.)SHOU-F28、四尾柵藻(S. quadric and a)SHOU-F35和針形纖維藻(A. acicularis)SHOU-F120.
2.2 試驗(yàn)方法
2.2.1 藻種接種及培養(yǎng)
將各藻株先于f/2培養(yǎng)基中擴(kuò)培,待培養(yǎng)到一定數(shù)量后,離心收集藻細(xì)胞,將藻細(xì)胞分別接種到經(jīng)高壓滅菌后的豬場(chǎng)養(yǎng)殖污水中,接種密度為2.0×106 cells · mL-1左右.將接種后的藻液在溫度25 ℃、光照1800 lx、光照周期24 h/0 h(L : D)的條件下培養(yǎng),每天定時(shí)搖瓶.培養(yǎng)20 d后,測(cè)定藻細(xì)胞密度、培養(yǎng)液氮磷含量、藻細(xì)胞蛋白含量及脂肪酸組成.
2.2.2 微藻生長(zhǎng)檢測(cè)
培養(yǎng)開始和結(jié)束時(shí)用血球計(jì)數(shù)板測(cè)定藻細(xì)胞密度,并根據(jù)公式K=(lnNt -lnN0)/t計(jì)算相對(duì)生長(zhǎng)率,其中,N0為培養(yǎng)初始藻細(xì)胞密度(cells · mL-1),Nt為經(jīng)過(guò)t時(shí)間后培養(yǎng)液中的藻細(xì)胞密度(cells · mL-1),t為培養(yǎng)時(shí)間(d).測(cè)定平行3次.
2.2.3 藻細(xì)胞干重測(cè)定
取30 mL藻液,用預(yù)先恒重的0. 45 μm 濾膜抽濾,然后將濾膜再次恒重,計(jì)算藻細(xì)胞的生物量.測(cè)定平行2次.
2.2.4 水質(zhì)指標(biāo)測(cè)定
用0.45 μm 濾膜過(guò)濾藻液,然后參照水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法(第4版)(國(guó)家環(huán)境保測(cè)定濾液中氮磷,總氮測(cè)定采用堿性過(guò)硫酸鉀消解-紫外分光光度法,氨態(tài)氮測(cè)定采用納氏試劑分光光度法,硝態(tài)氮測(cè)定采用紫外分光光度法,總磷測(cè)定采用鉬酸銨分光光度法.測(cè)定設(shè)2個(gè)平行.
氮、磷去除率r的計(jì)算公式為:r=(C0-Ct)/C0×100%,其中,C0和Ct分別為初始氮磷的濃度和培養(yǎng)t天后的濃度(mg · L-1).
2.2.5 蛋白含量測(cè)定
藻細(xì)胞蛋白含量的測(cè)定參照福林-酚測(cè)蛋白法進(jìn)行,每藻株平行測(cè)定3次.
2.2.6 脂肪酸含量測(cè)定
藻細(xì)胞脂肪酸含量的測(cè)定參照文獻(xiàn)方法進(jìn)行.稱100 mg濕樣(離心后去水)至帶硅膠襯里螺旋帽的15 mL棕色螺紋口頂空瓶中,加入250 μL C19-甲苯溶液(濃度0.2 mg · mL-1),漩渦混勻后,加2 mL甲醇鈉(NaOMe,0.5 mol · L-1),置于超聲波清洗機(jī)中80 ℃水浴混勻20 min;冷卻至室溫后,加2 mL BF3-甲醇溶液(14%),再置于超聲波清洗機(jī)中80 ℃水浴混勻20 min;冷卻至室溫后,加800 μL去離子水和1200 μL正己烷,漩渦混勻后,4000 r · min-1離心3min,將上層含有脂肪酸甲酯的正己烷-甲苯層轉(zhuǎn)移至小玻璃瓶中,于氣相-質(zhì)譜聯(lián)用儀上參照文獻(xiàn)方法檢測(cè)脂肪酸含量.定量分析時(shí)采用對(duì)各組分峰面積積分,用歸一化法計(jì)算出脂肪酸組分的百分含量(以占脂肪酸總量的百分比表示).
各微藻脂肪酸甲酯的理論烷基值參照文獻(xiàn)的方法進(jìn)行計(jì)算(Cetane Number,CN).
2.3 數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析
結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示,采用PASW.Statistics.18.0軟件進(jìn)行方差分析并作Duncan多重比較,p<0.05表示差異顯著.
3 結(jié)果
3.1 不同微藻藻株在豬場(chǎng)養(yǎng)殖污水中的生長(zhǎng)性能
由表 2可以看出,試驗(yàn)條件下,小球藻SHOU-F28相對(duì)生長(zhǎng)率最高,為0.15;其次為多棘柵藻SHOU-F7、多棘柵藻SHOU-F8和斜生柵藻SHOU-F21,3種柵藻的相對(duì)生長(zhǎng)率分別為0.12、0.13和0.11;單生卵囊藻SHOU-F5、橢圓小球藻SHOU-F3、斜生柵藻SHOU-F17和針形纖維藻SHOU-F120的相對(duì)生長(zhǎng)率最低.
表2 不同微藻藻株在豬場(chǎng)養(yǎng)殖污水中的生長(zhǎng)性能
3.2 不同微藻藻株對(duì)豬場(chǎng)養(yǎng)殖污水中總氮的去除效果
豬場(chǎng)養(yǎng)殖污水經(jīng)高壓滅菌消毒后,水體中氮含量略有減少,總氮為30.00 mg · L-1,氨態(tài)氮14.00 mg · L-1,硝態(tài)氮14.00 mg · L-1.不同藻株對(duì)養(yǎng)殖污水中總氮表現(xiàn)出不同的去除效果(表 3),多棘柵藻SHOU-F7和多棘柵藻SHOU-F8的總氮去除率最高(均為93.25%),其次為四尾柵藻SHOU-F35(92.74%)、單生卵囊藻SHOU-F5(91.73%)和斜生柵藻SHOU-F21(87.78%),纖維藻SHOU-F1、淡水小球藻SHOU-F19、小球藻SHOU-F28和針形纖維藻SHOU-F120對(duì)豬場(chǎng)養(yǎng)殖污水總氮的去除率較低,去除率僅為50.00%左右.
表3 不同微藻藻株對(duì)豬場(chǎng)養(yǎng)殖污水中總氮的去除效果
3.3 不同微藻藻株對(duì)豬場(chǎng)養(yǎng)殖污水中氨態(tài)氮的去除效果
從氨態(tài)氮的去除率來(lái)看(表 4),橢圓小球藻SHOU-F3、單生卵囊藻SHOU-F5、多棘柵藻SHOU-F8、肥壯蹄形藻SHOU-F9、斜生柵藻SHOU-F17、橢圓小球藻SHOU-F20、斜生柵藻SHOU-F21、四球藻SHOU-F24、鐮形纖維藻SHOU-F26、小球藻SHOU-F28和四尾柵藻SHOU-F35對(duì)氨態(tài)氮的去除率均在95.00%以上,去除率最低的是淡水小球藻SHOU-F19,去除率為78.43%.
表4 不同微藻藻株對(duì)豬場(chǎng)養(yǎng)殖污水中氨態(tài)氮的去除效果
3.4 不同微藻藻株對(duì)豬場(chǎng)養(yǎng)殖污水中硝態(tài)氮的去除效果
由表 5可知,多棘柵藻SHOU-F7和多棘柵藻SHOU-F8對(duì)污水中硝態(tài)氮的去除率最高,均達(dá)100%;其次為四尾柵藻SHOU-F35(99.61%)、單生卵囊藻SHOU-F5(99.21%)和斜生柵藻SHOU-F21(97.14%);針形纖維藻SHOU-F120對(duì)硝態(tài)氮的去除率最低,僅為39.75%.
表5 不同微藻藻株對(duì)豬場(chǎng)養(yǎng)殖污水中硝態(tài)氮的去除效果
3.5 不同微藻藻株對(duì)豬場(chǎng)養(yǎng)殖污水中總磷的去除效果
由表 6可知,試驗(yàn)用各株微藻對(duì)豬場(chǎng)養(yǎng)殖污水中總磷的去除率很高,基本在90.00%以上,尤以斜生柵藻SHOU-F21、淡水小球藻SHOU-F19、多棘柵藻SHOU-F7、四尾柵藻SHOU-F35和多棘柵藻SHOU-F8對(duì)總磷的去除率高,可達(dá)到97.00%以上.
表6 不同微藻藻株對(duì)豬場(chǎng)養(yǎng)殖污水中總磷的去除效果
3.6 利用豬場(chǎng)養(yǎng)殖污水培養(yǎng)的微藻細(xì)胞蛋白含量
利用豬場(chǎng)養(yǎng)殖污水培養(yǎng)的各株試驗(yàn)微藻的藻細(xì)胞蛋白含量介于23.87%~43.90%之間(表 7).橢圓小球藻SHOU-F3、針形纖維藻SHOU-F120和小球藻SHOU-F28的蛋白含量分別為43.90%、38.28%和37.35%,顯著高于其他微藻.多棘柵藻SHOU-F7和多棘柵藻SHOU-F8的細(xì)胞蛋白含量最低.
表7 豬場(chǎng)養(yǎng)殖污水培養(yǎng)的微藻藻細(xì)胞蛋白含量
3.7 利用豬場(chǎng)養(yǎng)殖污水培養(yǎng)的微藻藻細(xì)胞脂肪酸組成
由表 8可以看出,15株微藻細(xì)胞脂肪酸組成各不相同,但16 : 0和18 : 3n3含量在所有藻株中均較高.3種纖維藻(纖維藻SHOU-F1、鐮形纖維藻SHOU-F26和針形纖維藻SHOU-F120)的脂肪酸組成相近,16 : 0、16 : 4n3、18 : 1n9、18 : 2n6和18 : 3n3是纖維藻的主要脂肪酸.4種小球藻中,橢圓小球藻SHOU-F3和橢圓小球藻SHOU-F20的脂肪酸組成較接近,含有極豐富的18 : 2n6,且18 : 3n3和16 : 2n6含量較高;淡水小球藻SHOU-F19含豐富的18 : 3n3和18 : 1n9,18 : 2n6的含量很低;小球藻SHOU-F28含豐富的18 : 3n3和18 : 2n6,但18 : 1n9和16 : 2n6的含量很低.5種柵藻中,多棘柵藻SHOU-F7、多棘柵藻SHOU-F8、斜生柵藻SHOU-F21和四尾柵藻SHOU-F35均含有較為豐富的18 : 2n6和18 : 3n3,而斜生柵藻SHOU-F17含有極豐富的18 : 3n3,但18 : 2n6含量較低.單生卵囊藻SHOU-F5和肥壯蹄形藻SHOU-F9的脂肪酸組成中,18 : 3n3含量很高,但18 : 2n6含量較低.根據(jù)脂肪酸組成計(jì)算得到的脂肪酸甲酯的理論烷基值,多棘柵藻SHOU-F7、多棘柵藻SHOU-F8、淡水小球藻SHOU-F19和針形纖維藻SHOU-F120的理論烷基值較高,分別為48.70、47.21、47.66和47.06.
表8 豬場(chǎng)養(yǎng)殖污水培養(yǎng)的微藻藻細(xì)胞脂肪酸組成
4 討論
微藻是光能自養(yǎng)型生物,以水為電子供體,以CO2為碳源,通過(guò)光合作用將光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能貯存在藻細(xì)胞內(nèi)供細(xì)胞代謝.在代謝過(guò)程中,微藻細(xì)胞需要將環(huán)境中的N、P等元素吸收到藻細(xì)胞內(nèi),以合成藻細(xì)胞內(nèi)各組成成分,在此過(guò)程中細(xì)胞外環(huán)境中的氮磷水平逐步降低.此外,微藻細(xì)胞對(duì)水環(huán)境中的N、P及重金屬等物質(zhì)也具有不同程度的吸附及富集作用,從而使污水得到凈化.從15株微藻在豬場(chǎng)養(yǎng)殖污水中的生長(zhǎng)性能可以看出,多棘柵藻SHOU-F7、多棘柵藻SHOU-F8和斜生柵藻SHOU-F21的相對(duì)生長(zhǎng)率高,細(xì)胞增長(zhǎng)快,說(shuō)明上述柵藻具有較高的耐污能力,這與很多學(xué)者報(bào)道的關(guān)于選用柵藻來(lái)處理生活污水或者工業(yè)污水是一致的.
從各株微藻對(duì)養(yǎng)殖污水中總氮的去除率看,多棘柵藻SHOU-F7、多棘柵藻SHOU-F8、四尾柵藻 SHOU-F35、斜生柵藻SHOU-F21和單生卵囊藻SHOU-F5對(duì)豬場(chǎng)養(yǎng)殖污水的總氮去除率都很高,經(jīng)多棘柵藻SHOU-F7、多棘柵藻SHOU-F8和四尾柵藻SHOU-F35處理后,養(yǎng)殖污水的總氮水平接近2 mg · L-1,基本達(dá)到了地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(GB 3838-2002)的Ⅴ類水總氮要求.從各株微藻對(duì)養(yǎng)殖污水中氨態(tài)氮的去除率看,除纖維藻SHOU-F1、淡水小球藻SHOU-F19及針形纖維藻SHOU-F120外,其余試驗(yàn)微藻均能將養(yǎng)殖污水中的氨態(tài)氮從14 mg · L-1降低到2 mg · L-1以下,達(dá)到地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(GB 3838-2002)的Ⅴ類水氨態(tài)氮要求,其中,橢圓小球藻SHOU-F3、單生卵囊藻SHOU-F5、多棘柵藻SHOU-F8、肥壯蹄形藻SHOU-F9、斜生柵藻SHOU-F17、橢圓小球藻SHOU-F20、四球藻SHOU-F24、鐮形纖維藻SHOU-F26、小球藻SHOU-F28和四尾柵藻SHOU-F35更是將污水的氨態(tài)氮降到0.5 mg · L-1以下,達(dá)到了地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)Ⅱ類水標(biāo)準(zhǔn).報(bào)道小球藻對(duì)模擬的養(yǎng)殖廢水的氮磷有很好的去除效果,對(duì)水體中氨態(tài)氮的去除率達(dá)到80%以上,對(duì)磷的去除率達(dá)到85%以上.利用蛋白核小球藻和柵藻對(duì)沉淀的污水和活性污水進(jìn)行處理,結(jié)果表明,兩種微藻對(duì)沉淀的污水的總磷和無(wú)機(jī)氮的去除率達(dá)到80%,并且蛋白核小球藻比柵藻處理效果更好.利用蛋白核小球藻對(duì)乙醇發(fā)酵的廢水進(jìn)行處理可以實(shí)現(xiàn)廢水的循環(huán)利用.從各株微藻對(duì)養(yǎng)殖污水中硝態(tài)氮的去除效果看,單生卵囊藻SHOU-F5、多棘柵藻SHOU-F7、多棘柵藻SHOU-F8、斜生柵藻SHOU-F17、斜生柵藻SHOU-F21和四尾柵藻SHOU-F35也均能將養(yǎng)殖污水中的硝態(tài)氮從14 mg · L-1降低到2 mg · L-1以下.15株微藻對(duì)豬場(chǎng)養(yǎng)殖污水中總磷的去除率都很高,均在90%以上,經(jīng)微藻處理后的養(yǎng)殖污水中總磷的水平均降低到0.2 mg · L-1以下,達(dá)到了地表水的Ⅱ~Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn).因此,綜合本試驗(yàn)各株微藻對(duì)養(yǎng)殖污水中總氮、氨態(tài)氮、硝態(tài)氮和總磷的凈化效果,多棘柵藻SHOU-F8和四尾柵藻SHOU-F35能夠?qū)⒇i場(chǎng)養(yǎng)殖污水凈化并達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn).
不同藻種及同種藻不同株系對(duì)污水中不同形態(tài)氮的凈化效果可能與藻種(株)的內(nèi)在生理特性差異有關(guān).已有報(bào)道表明,小球藻對(duì)污水中氨態(tài)氮的去除效果較好.研究認(rèn)為,小球藻能夠較好地去除水產(chǎn)加工廢水中的氨態(tài)氮.報(bào)道,小球藻在無(wú)光異養(yǎng)條件下能利用啤酒廠污水中多種營(yíng)養(yǎng)成分,且能去除污水中的氨態(tài)氮并將它們轉(zhuǎn)化為細(xì)胞中的蛋白質(zhì)、葉綠素等含氮物質(zhì),同時(shí)顯著地降低污水中的COD和BOD.的研究表明,斜生柵藻去除硝態(tài)氮效果最好.利用柵藻LX1對(duì)由不同氮源配制的培養(yǎng)液進(jìn)行處理,結(jié)果表明,柵藻LX1對(duì)以硝酸鹽和尿素作為氮源的培養(yǎng)液的氮磷去除效果較氯化銨作為氮源的好,能去除90%的總氮和將近100%的總磷;而氯化銨作為氮源,氮磷的去除率僅為31.1%和76.4%.微藻對(duì)水環(huán)境中氮磷的凈化效果也與藻細(xì)胞濃度、pH、溫度、光照強(qiáng)度和培養(yǎng)周期等影響藻類生長(zhǎng)的因素有關(guān).培養(yǎng)液中氮磷組合濃度不同會(huì)影響小球藻對(duì)氮磷的吸收,升高溫度或加強(qiáng)光照有利于小球藻對(duì)磷、氮的吸收,在最佳pH條件下,小球藻對(duì)氮磷的吸收率可達(dá)80%左右.
由于魚粉資源的短缺,新型飼料蛋白源的開發(fā)是水產(chǎn)動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)與飼料研究的熱點(diǎn)之一.單細(xì)胞微藻蛋白是重要的潛在蛋白源,螺旋藻和小球藻已作為單細(xì)胞蛋白源和飼料添加劑加以應(yīng)用.本研究表明,15株微藻細(xì)胞蛋白含量均在20%以上,達(dá)到蛋白質(zhì)飼料的標(biāo)準(zhǔn).其中,橢圓小球藻SHOU-F3、針形纖維藻SHOU-F120和小球藻SHOU-F28的蛋白含量分別達(dá)43.90%、38.28%和37.35%,可與常用植物蛋白源豆粕(蛋白含量42%~48%)及菜籽粕(35%~38%)相媲美.而且,橢圓小球藻SHOU-F3、針形纖維藻SHOU-F120和小球藻SHOU-F28的細(xì)胞中含有豐富的亞油酸(18 : 2n6)和亞麻酸(18 : 3n3)(表 8).亞油酸和亞麻酸是陸生動(dòng)物及淡水魚類的必需脂肪酸.因此,利用豬場(chǎng)養(yǎng)殖污水開展橢圓小球藻SHOU-F3、針形纖維藻SHOU-F120和小球藻SHOU-F28的培養(yǎng)以獲得飼料蛋白源或飼料添加劑具有潛在的開發(fā)價(jià)值.
本研究中,單生卵囊藻SHOU-F5、肥壯蹄形藻SHOU-F9和四球藻SHOU-F24的蛋白含量分別為35.03%、31.24%和30.73%.而在適宜的光照和溫度條件下用f/2培養(yǎng)基培養(yǎng)的單生卵囊藻SHOU-F5、肥壯蹄形藻SHOU-F9和四球藻SHOU-F24的蛋白含量分別為27.61%、25.09%和23.08%.本研究各微藻的蛋白含量均較高,這可能與微藻培養(yǎng)液中氮的水平差異有關(guān).已有的研究表明,培養(yǎng)液中高的氮磷濃度有利于微藻合成蛋白質(zhì).養(yǎng)殖污水中的氮磷含量顯著高于f/2培養(yǎng)基中的氮磷水平.
21世紀(jì),人類面對(duì)能源和水資源雙重危機(jī)和挑戰(zhàn),基于微藻培養(yǎng)的污水深度處理和生物柴油生產(chǎn)耦合系統(tǒng)具有廣闊的發(fā)展前景.微藻生產(chǎn)生物能源中,利用污水培養(yǎng)產(chǎn)油微藻,既可以利用微藻使污水再生利用,還可以為能源微藻生產(chǎn)生物柴油提供資源,一舉兩得.概述了微藻深度脫氮除磷技術(shù)、微藻生產(chǎn)生物能源的研究現(xiàn)狀,并提出了將污水處理工藝和生產(chǎn)工藝耦合的概念,實(shí)現(xiàn)污水處理系統(tǒng)從“處理工藝”向“生產(chǎn)工藝”的轉(zhuǎn)化利用二級(jí)污水對(duì)分離出的淡水柵藻進(jìn)行搖瓶培養(yǎng),并和11種高油脂含量的微藻進(jìn)行比較,結(jié)果顯示,柵藻對(duì)污水有很強(qiáng)的耐受力,生物量能達(dá)到0.11 g · L-1,總脂含量為31%~33%,在10 d培養(yǎng)中,油脂產(chǎn)率最高為0.008 g · L-1 · d-1,并且能有效地去除無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),總氮總磷去除率達(dá)到98%,說(shuō)明柵藻是耦合污水處理和生產(chǎn)生物柴油的優(yōu)良藻種.
烷基值是影響生物柴油點(diǎn)火性能的關(guān)鍵因素,也影響生物柴油燃燒后的污染物排放水平,高烷基值的生物柴油往往具有較低的氮氧化物排.而微藻生物柴油的烷基值則由微藻脂肪酸組成決定.根據(jù)美國(guó)生物柴油標(biāo)準(zhǔn),生物柴油烷基值最低不得低于47,而從本研究中各株微藻脂肪酸甲酯的理論烷基值看,多棘柵藻SHOU-F7、多棘柵藻SHOU-F8、淡水小球藻SHOU-F19和針形纖維藻SHOU-F120的理論烷基值(CN)較高,分別為48.70、47.21、47.66和47.06.因此,利用豬場(chǎng)養(yǎng)殖污水養(yǎng)殖多棘柵藻SHOU-F7、多棘柵藻SHOU-F8、淡水小球藻SHOU-F19和針形纖維藻SHOU-F120用于微藻生物柴油的生產(chǎn)具有較好的可行性.從污水凈化耦合微藻生物柴油生產(chǎn)角度考慮,多棘柵藻SHOU-F8是合適的藻株.具體參見污水寶商城資料或http://www.jianfeilema.cn更多相關(guān)技術(shù)文檔。
5 結(jié)論
1)多棘柵藻SHOU-F7、多棘柵藻SHOU-F8和四尾柵藻SHOU-F35是豬場(chǎng)養(yǎng)殖污水氮磷凈化的適宜藻株,能夠?qū)B(yǎng)殖污水的氮磷降低到地表Ⅴ類水標(biāo)準(zhǔn),且多棘柵藻SHOU-F8是豬場(chǎng)養(yǎng)殖污水凈化耦合微藻生物柴油生產(chǎn)的合適藻株.
2)利用豬場(chǎng)養(yǎng)殖污水培養(yǎng)的橢圓小球藻SHOU-F3、針形纖維藻SHOU-F120和小球藻SHOU-F28,具有高的蛋白含量(37.35%~43.90%)及豐富的亞油酸和亞麻酸,具備作為飼料蛋白源或飼料添加劑的潛在開發(fā)價(jià)值.