小球藻在污水处理中的研究

藻类技术作为一项新的污水处理技术,符合生态学原理,既具有环保意义,又可节约资源.本文归纳了微型藻类中处理效果最好的小球藻在污水处理中的相关研究数据和结果,综述了国内外利用小球藻处理污水的研究现状及其发展趋势.     

壳聚糖改性凹凸棒土絮凝小球藻的研究

将壳聚糖改性凹凸棒土作为小球藻的絮凝剂,研究其絮凝性能和作用机制.研究得最佳絮凝条件为:壳聚糖和凹凸棒土的比例为1:2,pH为5,投加量为0.5 g/L,沉降时间为2 h,絮凝率可达88.7％.SEM检测结果表明,改性后凹凸棒土表面积增加,有利于吸附小球藻;Zeta电位结果显示,壳聚糖修饰使絮凝剂具备阳离子性质,借助壳...     

小球藻对絮凝预处理沼液的适应性及净化效果

采用聚合氯化铝P(AC)与聚丙烯酰胺(PAM)联合絮凝预处理+小球藻(FACHB-8)对猪场沼液进行处理.结果 表明,当PAC投加量为5g/L时,不同含量的PAM絮凝沼液,COD、NH3-N、TP和浊度的去除率分别为68.55％、36.84％、90.21％和6.48％.以絮凝预处理后的沼液作为培养液,经13d的培养,小...     

五种絮凝剂采收小球藻的研究

针对微藻采收成本过高的问题,研究了硫酸铝、氯化铁、氢氧化钠、壳聚糖和聚丙烯酰胺5种絮凝剂对小球藻的采收效果,并对絮凝前后小球藻细胞内总碳水化合物、总蛋白质和总脂的含量进行了比较;观察了培养液的回收利用情况。结果表明,硫酸铝浓度为0.05 g/L,絮凝70 min,絮凝效率98.7%;氯化铁浓度为0.10 g/L,絮凝70 min,絮凝效率93.5%;氢氧化钠浓度为0.6 g/L,絮凝100 min,絮凝效率98.3%;壳聚糖浓度为0.010 g/L,絮凝12 min,絮凝效率98.1%;聚丙烯酰胺浓度为0.025 g/L,絮凝12 min,絮凝效率94.6%;絮凝前后小球藻细胞内总碳水化合物、总蛋白质和总脂含量没有明显的差别;回收的培养液可以重复利用。综合考虑,壳聚糖作为絮凝剂具有良好的应用前景。     

化学絮凝法在工业有机污水处理中的应用

文章对化学絮凝法处理工业有机污水的理论基础、科研和应用、改进途径和方法等作了介绍和综述,从而阐明了该法具有基建投资省、适应性强,操作管理简单等优点。     

聚合氯化铝(PAC)的絮凝作用在污水处理中的应用研究

为解决污水处理中的一些实际问题,通过试验研究了聚合氯化铝(PAC)的絮凝作用在控制污泥膨胀和提高除磷效率方面的应用,提出了向发生膨胀的污泥中加入聚合氯化铝,聚合氯化铝可以起到控制膨胀的作用,向二级出水中加入聚合氯化铝,可以提高除磷效率。但应综合考虑运行情况,确定最佳投药量,以达到既定的混凝效果。     

光辅自耦合藻-菌颗粒污泥处理系统特性

在当前温室气体成为生态环境严重威胁的背景下,探究了实验室条件下光辅助自耦合藻-菌颗粒污泥处理系统达到最佳处理效果时,系统所需的曝气量大小。本工作首先阐述了该系统的培养过程,接着考察了藻类供氧完全替代曝气(零曝气)的情况下系统处理效果,最后探究了适当增加不同曝气量(0.2, 0.4, 0.6, 0.8 L/min)的条件下系统处理效果。结果显示,在零曝气条件下经过12 h的处理,出水COD、总磷、总氮浓度分别降至76.70, 1.09, 3.52 mg/L,各指标浓度下降趋势明显,继续增大水力停留时间出水能够达标,但处理成本随之增大。对比几种不同曝气量条件,在0.2 L/min曝气量条件下系统各项出水指标效果达到最佳,COD、总磷、总氮浓度分别降至25.6, 0.40, 1.67 mg/L。因此0.2 L/min为系统最佳曝气量,在保证处理效果的同时能够为污水厂节能减排带来可观效果。     

电化学絮凝与化学絮凝法联合处理油田污水实验研究

油田污水处理是油田建设中的一个重要组成部分,当前化学絮凝法是油田污水处理中普遍采用的方法,同时油田污水处理还可以使用电化学絮凝法,两种不同方法分别都有着不同的优点与作用,为了减少絮凝剂的使用量,对电化学絮凝与化学絮凝法联合处理油田污水进行实验研究,以期能够更好地运用化学絮凝法来处理油田污水。     

酸析-絮凝法处理造纸黑液

针对中小型纸厂经济状况、污水处理规模等特点,提出了酸析-絮凝法处理造纸黑液的工艺,确定了最佳工艺条件,并进行了工程分析。结果表明:酸析-絮凝处理造纸黑液其最佳条件为:pH值2.5;温度常温;沉淀时间30 min;96%~98%的H2SO4加入量为0.004 t/m3。絮凝用PAM的最佳条件为:pH值3.0~4.0,搅拌时间为20 min,澄清时间40 min,COD去除率为50%~60%,加入量为3.0 g/m3。     

微生物絮凝剂MBF-18的絮凝特性

分析了荧光假单胞菌JX18所产絮凝活性物质MBF-18,絮凝物质主要分布在发酵液中;通过化学检测和紫外、红外光谱分析,初步表明絮凝物质含有大量多糖。对絮凝物质絮凝特性研究表明,该物质有很好的热稳定性和较广的pH值适用范围,在100℃絮凝活性基本无损失,pH值在3～10范围内絮凝率稳定在85%以上,表现出良好的应用前景。进一步研究表明,絮凝物质的最适用量为2.5mg/L,CaCl2作为最适助凝剂,用量为0.5g/L。扫描电子显微镜观察发现,MBF-18微观形态为线状;絮凝后,高岭土小颗粒通过絮凝物质结合,聚集成团。     

小球藻对海水冲厕污水的净化作用及其产油性能研究

以海水冲厕污水作为培养液培养小球藻(Chlorella vulgaris),研究了小球藻的生长及其对海水冲厕污水中氮、磷和有机物的净化作用,并对小球藻细胞总脂含量和脂肪酸组成进行了分析。结果表明:小球藻在以海水冲厕污水作为培养液时,其生长速率和生物量与在BG11培养液中生长时相比明显较低;小球藻能够有效吸收海水冲厕污水中的氮、磷,12d时对氨氮和总磷的去除率分别达到87.9%和98.2%;采用海水冲厕污水培养出的小球藻细胞总脂含量达到33.03%,其脂肪酸组成与采用BG11培养的相比略有变化,总体以C16和C18为主,符合作为生物柴油生产原料的要求。     

小球藻处理养猪业沼液研究

利用不同浓度的沼液驯化小球藻(Chlorella vulgaris)得到耐高浓度沼液的优势藻株,然后用于处理养猪业沼液.结果表明:在曝气条件下培养小球藻能够高效利用沼液中的养分并使沼液得到高度净化.小球藻处理10 d后沼液中主要有机物指标:化学需氧量(COD)、悬浮物、氨氮(NH4+-N)、总磷(TP)分别下降到162.3、52、14.66 mg/L和7.57 mg/L,对应去除率分别为77.61％、91％、94.76％和80.03％.处理结果低于国标规定的集约化养猪业水污染物最高允许日排放质量浓度400、200、80 mg/L和8 mg/L.     

曝气间隔对普通小球藻生物质积累的影响

细胞高密度培养有利于降低微藻规模化培养成本及其生物柴油制造的成本,曝气是影响微藻规模化高密度培养的重要因素之一。以普通小球藻(Chlorella vulgaris,FACHB-1227)为研究对象,采用BG11培养基,于新型套管式沿程曝气光生物反应系统中,以细胞密度为检测指标,实验研究了曝气间隔时间对藻液中细胞密度、藻液pH值、溶氧量变化的影响。控制每次曝气时气体流量为10L/min、持续时间为0.5h,培养周期为15天。结果表明,藻液中积累的溶解氧能够及时排除,进入生物质积累稳定期时,藻液的pH值基本恒定;微藻生长稳定期时(培养12天),曝气间隔0.5h时细胞密度为7.22×106个/mL,相比于1h、1.5h、2h分别提高了9.56%、41.02%和122.1%。可见,适当减少曝气间隔时间,可显著提高藻细胞密度。     

利用小球藻构建微生物燃料电池

利用分离的小球藻(Chlorella vulgaris)构建了光合微生物燃料电池,考察了小球藻加入阴阳极和以废水为底物的电池产电性能及机理. 结果表明,构建的微生物燃料电池是可行的,电能输出主要依赖吸附在电极表面的藻,而与悬浮在溶液中的藻基本无关. 光照是该燃料电池电压变化的主要影响因素之一. 在阴极室中添加铁离子,通过其二和三价间的循环转化,提高电子的传递速率,加快质子和氧气的反应,电池的输出功率密度达到11.82 mW/m2,COD去除率达到40%. 这种电池将化学能、光能转化为电能的同时可处理污水并回收小球藻.     

高效氯氟氰菊酯对普通小球藻的毒性

[目的]通过高效氯氟氰菊酯在不同质量浓度下光合色素及SOD等生物量变化试验,了解高效氯氟氰菊酯对普通小球藻的毒性效应,为评价该药剂对水生生物的影响提供一定的理论依据。[结果]试验结果表明:高效氯氰菊酯对普通小球藻的抑制中浓度为105.71 mg/L,普通小球藻体内光合色素含量及SOD活力的随药剂质量浓度的变化均发生了变化。[结论]随着药剂处理质量浓度的增加,普通小球藻光合色素含量逐渐减少,SOD活力也随着药剂质量浓度的增加而急剧下降,且药剂对普通小球藻的毒性属于低毒。     

Optimization of cell wall disruption and lipid extraction methods by combining different solvents from wet Chlorella vulgaris

Over the past few decades, microalgae have emerged as a promising option for making lipid-based bioactive compounds. The purpose of this study was to extract lipids from Chlorella vulgaris. In this study, different cell wall disruption methods such as microwave, liquid nitrogen, ultrasound (US), and bead mill were compared. We selected and optimized two systems based on their efficacy in disrupting cell walls—US and beads mill. Based on the dry weight of C. vulgaris biomass, the maximum lipid extraction by the US was 17.1% and by bead mill was 15.2%. Following cell wall disruption of C. vulgaris, chloroform–methanol (2:1) solvent combination achieved high lipid extraction. However, the hexane–ethanol (1:1) solvent combination was chosen because of its lower toxicity. Specifically, the effect of the solvent-to-biomass ratio, the temperature, and the extraction time was investigated. The results indicated that the chloroform–methanol solvent combination yielded optimal results at 8 ml/g solvents to biomass, 45°C, and 60 min and that the hexane–ethanol combination yielded optimal results at 6 ml/g, 35°C, and 73 min, respectively. The highest amount of lipids was obtained from C. vulgaris with 87.6% moisture content. As a cell wall disruption method, the US obtained 20.4% and 16.4% with a combination of chloroform–methanol solvents and hexane–ethanol, respectively. Additionally, bead milling resulted in the highest extraction yield of 17.6% for chloroform–methanol and 13.9% for hexane–ethanol. Based on the results of cell wall disruption, the US method is the most efficient cell wall disruption method in terms of lipid extraction efficiency.     

小球藻生物阴极型微生物燃料电池的基础特性

利用自行设计的阴极管状光生物反应器式微生物燃料电池(MFC)作为实验模型,考察了阴极室投加小球藻后不同光暗周期下电池的产电、阴极溶氧及阴极藻的生长情况. 结果表明,阴极投加小球藻后,电池产电性能明显提高,光暗间歇组最大功率密度为24.4 mW/m2,持续光照组最大功率密度为27.5 mW/m2. 阴极溶氧及电化学分析证实溶氧是影响电压变化的主要因素,持续光照组溶氧较稳定,但比光暗间歇组光照阶段溶氧水平低;MFC阴极室培养小球藻不会对其造成毒害,光暗间歇时小球藻生长较好. 运行小球藻生物阴极型MFC采用光暗间歇培养较好,并可适当延长光照时间.     

小球藻处理污泥提取液的试验研究

首先采用加热煮沸、超声波、厌氧发酵等不同的方法对污泥进行了预处理,其中超声波破碎处理污泥的效果较好。再利用小球藻处理预处理后的污泥提取液,结果表明,小球藻对提取液中COD、TN、TP均有较高的去除率,最大去除率分别为97.4%,92.8%,73.9%。     

Application of the Stover–Kincannon kinetic model to nitrogen removal by Chlorella vulgaris in a continuously operated immobilized photobioreactor system

BACKGROUND: The aim of this study was to evaluate the ammonium nitrogen removal performance of algae culture Chlorella vulgaris in a novel immobilized photobioreactor system under different operating conditions and to determine the biokinetic coefficients using the Stover–Kincannon model. RESULTS: The photobioreactor was continuously operated at different initial ammonium nitrogen concentrations (NH₄‐N₀ = 10–48 mg L⁻¹), hydraulic retention times (HRT = 1.7–5.5 days) and nitrogen/phosphorus ratios (N/P = 4/1–13/1). Effluent NH₄‐N concentrations varied between 2.1 ± 0.5 mg L⁻¹ and 26 ± 1.2 mg L⁻¹ with increasing initial NH₄‐N concentrations from 10 ± 0.6 mg L⁻¹ to 48 ± 1.8 mg L⁻¹ at θ_H = 2.7 days. The maximum removal efficiency was obtained as 79 ± 4.5% at 10 mg L⁻¹ NH₄‐N concentration. Operating the system for longer HRT improved the effluent quality, and the percentage removal increased from 35 ± 2.4% to 93 ± 0.2% for 20 mg L⁻¹ initial NH₄‐N concentration. The N/P ratio had a substantial effect on removal and the optimum ratio was determined as N/P = 8/1. Saturation value constant, and maximum substrate utilization rate constant of the Stover–Kincannon model for ammonium nitrogen removal by C. vulgaris were determined as K_B = 10.3 mg L⁻¹ d⁻¹, U_max = 13.0 mg L⁻¹ day⁻¹, respectively. CONCLUSION: Results indicated that the algae‐immobilized photobioreactor system had an effective nitrogen removal capacity when the operating conditions were optimized. The optimal conditions for the immobilized photobioreactor system used in this study can be summarized as HRT = 5.5 days, N/P = 8 and NH₄‐N₀ = 20 mg L⁻¹ initial nitrogen concentration to obtain removal efficiency greater than 90%. Copyright © 2008 Society of Chemical Industry