蛋白核小球藻高密度培养及其处理酵母发酵废水效果评价

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1、硕士学位论文蛋白核小球藻高密度培养及其处理酵母发酵废水效果评价发酵作者姓名陈娇敏学科专业制糖工程指导教师魏东教授所在学院轻工与食品学院论文提交日期2015年5月High-cell-densitycultivationofChlorellapyrenoidosaandevaluationoftreatmenteffectonwastewaterfromyeastfermentationADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterofEngineeringCandidate：ChenJiaominSuperviso

2、r：Prof.WeiDongSouthChinaUniversityofTechnologyGuangzhou,China分类号：Q939.97学校代号：10561学号：201220121432华南理工大学硕士学位论文蛋白核小球藻高密度培养及其处理酵母发酵废水效果评价研究作者姓名：陈娇敏指导教师姓名、职称：魏东教授申请学位级别：硕士学科专业名称：制糖工程研究方向：工业生物技术论文提交日期：2015年6月5日论文答辩日期：2015年6月4日学位授予单位：华南理工大学学位授予日期：年月日答辩委员会成员：主席：胡松青委员：张学武李冰魏东陈谷摘要小球藻（Ch

3、lorella）是单细胞绿藻，不仅能利用CO2和太阳能进行高效光合自养，还能直接利用有机碳、氮源进行高密度混合营养生长或异养生长。这种特性使小球藻能够应用于有机废水的处理，同时将废水资源化循环利用并获得应用广泛的小球藻生物质，是一种经济、环保、可持续的废水处理方式。酵母发酵废水是一种有机负荷高、色度高、可生化降解性低的工业废水，量大、难处理，严重制约了酵母行业的清洁生产。本文首先研究了蛋白核小球藻（Chlorellapyrenoidosa）异养-光自养偶联培养过程，在6天内可快速获得大量高密度种子液用于接种酵母废水；随后基于对酵母发酵废水性质的分析，

4、考察蛋白核小球藻对高浓度废水的耐受能力，比较不同营养生长方式对废水净化效果的影响；然后系统研究活性炭预处理废水的优化条件，评价活性炭预处理对废水中蛋白核小球藻的生长和废水净化效果。主要研究结果如下：1．通过研究异养-光自养偶联培养过程发现，Basal培养基中葡萄糖浓度能显著影响异养阶段蛋白核小球藻的生长（p<0.05），而硝酸钠浓度对生长影响不显著。当葡萄糖浓度为50g/L、硝酸钠浓度为3.75g/L时，异养培养4天可获得最高生物量浓度高达21.31g/L。对异养蛋白核小球藻进行光诱导培养，在光/暗周期中的黑暗阶段，随着初始细胞浓度增加，生物量损失越

5、低；光诱导时硝酸钠浓度对蛋白核小球藻的生长没有影响，但对细胞内蛋白质和叶绿素含量有显著影响（p<0.05）。初始细胞密度11.09g/L、硝酸钠浓度3.75g/L时，6411lux光诱导48h可获得胞内最高蛋白质含量为54.10%、叶绿素含量3.14%，实现了蛋白质和叶绿素的同步积累。3+2+2．研究中分析了酵母发酵废水的性质，发现原废水中含有PO4ˉ、NH4、Mg、2++Ca、K，浓度分别为140.8mg/L、455mg/L、299mg/L、827mg/L和5044mg/L，可43供小球藻吸收利用；COD、TN、TP分别为2.24×10mg/L、3

6、.35×10mg/L和284mg/L，残余总糖6.80g/L，属高浓度有机废水。研究表明，小球藻能耐受Basal培养基中浓度为70g/L的蔗糖，灭菌后异养3天可获得最高生物量3.37g/L,说明小球藻能利用酵母废水中的蔗糖。I3.通过在酵母废水配置的Basal培养基中添加糖蜜（主要成分为30-40%的蔗糖）后提高废水浓度，并考察蛋白核小球藻对高浓度废水的耐受能力，发现在COD、TN、544TP高达2.89×10mg/L、1.39×10mg/L、1.12×10mg/L的酵母废水中获得的平均比生长-1速率和最高生物量浓度分别为0.43d、1.95g/L，

7、说明小球藻在处理酵母废水方面有很432好的应用潜能。在COD、TN、TP分别为2.24×10mg/L、3.35×10mg/L、2.84×10mg/L的原废水中无菌、混合营养生长条件下，蛋白核小球藻能持续生长，培养6天后，获得的最高生物量和对废水COD、TN、TP的去除率都优于无菌、异养生长，分别为1.33g/L、20.03%、21.28%、24.53%。4．用六种活性炭对酵母发酵废水进行吸附预处理研究其效果，发现活性炭200对酵母废水的预处理效果最优，随着活性炭剂量的增加，净化效果增强，但TP也随之增加。综合考虑成本和效果，采用3%活性炭200进行预

8、处理。在酸性条件下（pH为3.0-6.0），活性炭200对废水COD、TN和色度的去除率优于中性条件和碱性条