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毕业设计论文

毕业论文

题目：

利用啤酒工业废水养殖小球藻的研究

指导者：

评阅者：

2014年6月

摘要

本研究用啤酒工业废水和不同碳源培养小球藻，主要目的是初步探讨小球藻对不同碳源的偏好和小球藻对啤酒工业废水的处理效果。

为我们达到利用各种有机废水作为替代性小球藻培养基，同时用小球藻处理各种有机废水的双重目的提供可能。

本研究以培养液中的COD、总氮、总磷、铵氮、硝氮以及亚硝氮的去除率为研究对象。

选取5种碳源（葡萄糖、蔗糖、乙酸钠、麦芽糖、淀粉）加入BG11培养液中进行小球藻培养，以研究小球藻在不同碳源培养基中的生长情况。

结果表明：

小球藻对不同碳源的偏好程度为葡萄糖>麦芽糖>蔗糖>淀粉>乙酸钠。

将啤酒废水与BG11液体培养基按照1:

1、1:

3、1:

1的体积比（v/v）混合均匀,3组培养基依次标记为c、d、e,然后在e组培养基内添加葡萄糖,使最终培养基中葡萄糖含量10g/L,因此,3组培养基中葡萄糖的最终含量分别为5g/L、7.5g/L、10g/L;此外,设计两个对照组,a组和f组,a组釆用100%废水（即啤酒废水不添加其他任何物质）作为培养基,f组用啤酒废水代替蒸馏水配制BG11培养基,然后再添加葡萄糖至含量为10g/L。

将小球藻分别接入五组培养基中,接种量为10%（v/v）,至于摇床上进行兼养培养。

每隔24h取样测定总磷、铵氮、硝氮以及亚硝氮。

结果表明：

f组效果最佳。

关键词：

小球藻；啤酒废水；碳源

Abstract

Inthisstudy,thebeerindustrywastewateranddifferentcarbonsourceswereusedtoculturechlorella,andthemainpurposewastoexplorethepreferencesofChlorellatodifferentcarbonsourcesandthetreatmentefficiencyofbeerindustrialwastewater.Thestudymayprovidethepossibleofusingavarietyoforganicwastewaterachieveasanalternativemediumofchlorellaandusingchlorellatotreatsimultaneouslyavarietyoforganicwastewaterforus.Inthisstudy,theremovalrateofCOD,totalnitrogen,totalphosphorus,ammonianitrogen,nitrateandnitritenitrogenoftheculturemediumwasstudied.Theresearchmethodsandresultswerefollowed:

Fivecarbonsources（glucose,sucrose,sodiumacetate,maltose,starch）wereselectedandaddedtotheBG11culturemediumtostudythegrowthofthechlorellainthedifferentcarbonculturemedium.Theresultsshowedthat:

thepreferenceofchlorellatodifferentcarbonsourceswasglucose>maltose>sucrose>starch>sodiumacetate.

ThebeerwastewaterandBG11liquidmediumweremixedaccordingto1:

1,1:

3,1:

1byvolume（v/v）,andthethreegroupsweresequentiallylabeledc,d,e,thentoaddtheglucoseinegroupmediumsothatthefinalglucosewas10g/L,andtherefore,thefinalcontentoftheglucoseinthethreegroupsmediumwas5g/L,7.5g/L,10g/L;inaddition,agroupandfgroupweredesigned,andtheagroupusedthe100%wastewater（beerwastewaterdoesnotaddanyothersubstance）asamedium,andthefgroupusedbeerwastewaterinsteadofdistilledwatertopreparewithBG11medium,thentoaddglucosetomakethecontentwas10g/L.Chlorellawasaddedtothefivegroupsmediumaccordingto10%（v/v）.Samplingthedeterminationoftotalphosphorus,ammoniumnitrogen,nitrateandnitritenitrogenevery24h.Theresultsshowedthat:

thefgroupwasthebestone.

Keywords:

Chlorella;beerwastewater;carbon

目录

摘要I

AbstractII

第1章绪论1

1.1课题研究背景1

1.2课题研究目的和意义1

1.3研究现状4

1.3.1国内研究现状4

1.3.2国外研究现状5

1.4主要研究内容5

第2章不同碳源对小球藻生长的影响6

2.1材料与方法6

2.1.1材料6

2.1.2仪器6

2.1.3BG11培养基6

2.1.4小球藻培养基7

2.1.5不同碳源培养实验设计7

2.2COD的测定7

2.2.1试剂7

2.2.2测定步骤7

2.3TP的测定8

2.3.1试剂8

2.3.2测定方法8

2.4TN的测定8

2.4.1试剂8

2.4.2测定方法8

2.5结果与讨论8

2.5.1小球藻在不同碳源培养基中的生长状况8

2.5.2对TP的去除效果9

2.5.3对TN的去除效果10

2.6本章小结12

第3章小球藻对啤酒厂废水的处理13

3.1材料与仪器13

3.1.1材料13

3.1.2仪器13

3.1.3BG11培养基13

3.1.4啤酒废水预处理13

3.1.5小球藻对啤酒废水处理效果实验设计14

3.2TP的测定14

3.2.1试剂14

3.2.2测定方法14

3.3NH4+-N的测定14

3.3.1试剂14

3.3.2测定方法15

3.4NO2--N的测定15

3.4.1试剂15

3.4.2测定方法15

3.5NO3--N的测定15

3.6结果与讨论15

3.6.1对TP的去除效果15

3.6.2对NH4+-N的去除效果16

3.6.3对NO2--N的去除效果17

3.6.4对NO3--N的去除效果18

3.7本章小结18

结论19

致谢20

参考文献21

第1章绪论

1.1研究背景

藻类,又叫作微藻,它是地球上出现最早的单细胞生物,它们当中的某一些物种的生存历史甚至长达35亿年[1]。

微藻是一类能够通过光合作用进行生长代谢的微生物,它们自身生长代谢所需要的各种有机物质可以通过阳光、CO2、水和无机盐等来合成[2],它们是地球上最初级的有机资源生产者[3],是当今社会人类开采利用的化石能源的主要提供者,许多石油、大部分的天然气和相当一部分的煤炭都是由远古的藻类物质经过千万年转化而得来的。

与一般的传统油料作物相比,因为微藻的细胞结构更简单,可以在水生环境中悬浮生长,所以它利用光能、CO2、水、矿物质以及其它营养物质进行生长代谢,从而它生产有机物的效率更高。

另一方面,随着我国食品行业的蓬勃发展,大量食品工业废水的排放成了急需解决的问题。

食品工业废水包括啤酒工业废水、淀粉加工废水、味精制造企业废水、肉制品企业废水、谷类深加工废水、制糖企业废水等食品工业废水。

就我国而言,每年食品制造行业废水排放量达38026万吨以上,农副食品加工业废水的排放量达103071万吨以上[4]。

因此,食品工业废水不经过有效的处理就直接排放到自然环境中,必将会对人类以及生态环境造成严重的危害和破坏,如果能将食品工业废水中的营养成分充分利用起来,进行高含油微藻的养殖,将是一条具有多重利益的途径。

将能源微藻进行工业大规模化养殖与食品工业废水净化处理进行耦合具多种重要意义:

其一,食品工业废水中含有多种丰富的营养物质,基本能满足藻类生长所需,利用食品工业废水进行能源微藻工业规模化养殖,解决了藻类培养时人工配制培养基造成成本过高的问题,降低了藻类养殖的成本,为实现藻类的工业大规模化养殖奠定了基础;其二,藻类在利用食品工业废水中的营养元素进行自身合成代谢的同时也对食品工业废水也起到了一定的净化作用,解决了食品工业废水大量排放对环境造成的压力,降低了污水处理所需的成本。

因此,这是目前很有价值的研究领域[5]。

早在25亿年前,小球藻就已经出现在地球上,它是一种高效的光合植物。

小球藻属于绿藻门、绿藻纲绿球藻目小球藻科中的小球藻属[6]。

小球藻是一种绿色单细胞的微小淡水藻类,细胞形态为椭圆形或圆形,每个细胞都是一个具有完整结构的真核自养型微生物。

1.2课题研究目的和意义

虽然目前国际市场和国内市场上有小球藻的商业化运营,但同时我们也应该看到近10年来在小球藻新应用,超大规模生产及发掘潜在用途方面并未取得实质性的突破,另外微藻市场也再不断缩小,现阶段的实际产量已不及总生产能力的一半。

尽管目前在所有微藻中小球藻的生产量仍是最大的,但如果不降低生产成本并开发新产品,小球藻同样也将很难扩展市场,最终也会逐步衰退[7]。

我国污水排放量相当于美国的3倍,用水量占世界用水总量的15.4%,创造的产值却只占美国产值的1/8[8]。

我国水资源利用率低下,生活污水和工农业废水对生态环境造成巨大压力和破坏力,自然环境已经无法再承受更多的污水排放量,为了实现节能减排的目标,使我国经济持续发展,就要求我们必须加强水资源的循环利用。

生物技术是一种解决复杂环境问题的有效手段,它能同时兼顾环境效益和经济效益。

为了降低微藻的生产成本,实现资源的可循环利用,许多学者在结合废水处理工艺进行微藻生产培养做出了大量研究,把综合利用和环境治理与微藻的生产相结合,希望能达到利用废液培养微藻和净化废液的双重目的,有人在利用小球藻净化味精废水生产高附加值产物方面进行研究并取得了一定成果[9]。

随着人民生活水平的提高和工农业的迅猛发展,废水的排放总量也在不断增加,由于污水治理系统的更不上,废水中的憐、氮等营养物质对环境所造成的危害也越来越严重[10],另外,对磷、氨等的排放标