您好,欢迎访问济南乾来环保技术有限公司的网站,真诚为您服务!

济南乾来环保技术有限公司

破乳剂 除油剂 脱色剂 COD去除剂 重金属捕集剂 膜防污堵剂 混凝剂 絮凝剂

咨询服务电话:

13793114545

新闻资讯
微藻胞外聚合物与棕鞭藻絮凝效率的关系(一)
来源:济南乾来环保技术有限公司 发布时间:2021-10-25 09:21:29 浏览次数:
            摘 要:细胞采收是微藻能源开发的关键.通过比较棕鞭藻在 BG11、glu+BG11、生活污水三种环 境的絮凝效率,并对 AOM(AlgalOrganicMatter)进行组成分析,以揭示 AOM 特性与微藻絮凝的关系.结果表明,生活污水中微藻絮凝效率最高(96%),AOM 产量最低(0.036g/L);glu+BG11中絮凝效率最低(68%),AOM 产量最高(0.109g/L).不同环境中微藻分泌的蛋白质浓度接近,而 多糖浓度的显著差异是 AOM 产量不同的主要原因,其中glu+BG11中 AOM 所含的阿拉伯糖含量大幅增加,生活污水中 AOM 单糖组分则以鼠李糖为主.关键词:营养环境;棕鞭藻;胞外有机物;絮凝  
           0 引言
            微藻是一类能进行光合作用的自养微生物,具 有个体微小、分布广泛、油脂含量高、不占用耕地等 特点,被广泛认为是最具前景的生物柴油原料. 微藻可以在各种污水中生长,直接降低二、三级出水中 N、P等污染物的含量,利用污水培养微藻可在降低微藻培养成本的同时实现废水的净化与资 源化利用.
            微藻个体微小,细胞直径一般为5~50μm, 藻细胞表面带有负电荷,细胞间存在静电斥力,在 水体中处于稳定悬浮的状态,从而导致微藻细胞采 收难度大.现阶段,微藻生物质采收的方法主要包括离心法、重力沉降法、絮凝法等.其中,絮凝法 被认为是实现大规模收获微藻的最佳方法.絮凝法 是通过电中和、架桥或网捕作用,使分散的带电荷藻细胞聚集到一起,进而实现固液分离.以铝盐 为代表的多价金属盐类是微藻絮凝中应用最早的 外加絮凝剂.影响微藻絮凝的因素主要包括藻细 胞属性、pH、营养环境.不同环境下微藻分泌的胞 外有机物(AOM)产量与组 分 差 异 较 大,AOM的组分主要为多糖和蛋白质,它们会与藻细胞竞争有限的絮凝剂,从而对絮凝效果产生影响.
           棕鞭藻属于金藻门,金胞藻目,棕鞭金藻科,棕 鞭藻属;无细胞壁;个体微小;在污水环境中具有较 高的生长效率.张波等研究表明棕鞭藻在不同营养环境中自絮凝效率存在差异,棕鞭藻更适合在 低 pH 条件下的生活污水中絮凝. 
          微藻培养的主要方式包括自养生长模式(如:BG11培养基)、异养生长模式(如:微藻的高密度培养)、混养生长模式(如:利用各类污水进行微藻培养).目前,对于絮凝剂种类、絮凝方式以及理化条件对收获效率的影响有着大量报道,而不同环境 下微藻絮凝差异及影响机制尚不明确.
            因此,本 文 以 棕 鞭 藻 为 研 究 对 象,比 较 其 在BG11培养基、glu+BG11培养基(含10g/L 葡萄糖的 BG11培养基)及生活污水三种环境中的藻细 胞絮凝效率,并分析微藻 AOM 产量及组分的差 异,以揭示不同环境下 AOM 组成对微藻絮凝效 率的影响机制.本研究将为在具有复杂理化条件的 污水环境中建立高效微藻采收体系提供重要指导. 
            1 实验部分
            1.1 主要试剂与仪器
           1.1.1 主要试剂
            硝酸,分析纯,天津市天力化学试剂有限公司; 氢氧化钠,分析纯,天津市天力化学试剂有限公司;葡萄糖,分析纯,天津市科密欧化学试剂有限公司;氯化铝,分析纯,天津市科密欧化学试剂有限公司.
            1.1.2 主要仪器
           QGZ-500A 智能光照培养箱,杭州琦胜科技有限公司;OPTIMA XPN-10 型低温超速离心机,美 国贝克曼库尔特公司;Cary5000 型紫外-可见-近红外分光光度计,美国安捷伦公司;PHS-25 台式 数显 pH 计,上海圣科仪器设备有限公司.
           1.2 微藻来源及培养条件 
          所用藻株分离自陕西科技大学人工湖,经 16SrDNA 序列分析比对鉴定其为棕鞭藻属Ochromonassp.(Genebank查找号 MN028256).利用三种不同的培养基(BG11、glu+BG11、生活污水)培养棕鞭藻, 其中,glu+BG11培养基为 BG11中添加10g/L 葡萄糖,生活污水培养基为经 3 层纱布过滤后再稀释2倍的生活污水,污水采自陕西科技大学污水处理厂进水口. 
取三种培养基各100mL并置于250mL三角 瓶中,接种微藻悬液至 OD540nm 为0.2,光照培养箱 内震荡培养7天.光照强度为3000lx,温度28 ℃, 光周期 L∶D =14h∶10h,摇床转速150r/min.
           1.3 微藻絮凝效率测定 
          吸取10mL培养至稳定期的藻液置于20mL试管中,加入不同体积的 Al3+ 溶液使得终浓度分别 为5mg/L、10mg/L、15mg/L、20mg/L、25mg/L、30mg/L,并充分震荡试管.微藻样品沉降10 min后于液面以下2cm 处取样,使用分光光度计测定 吸光度并按照公式(1)计算絮凝效率.
             1.4 微藻 AOM 产量与组分分析
            取40mL 藻液置于50mL 离心管中,5000g 离心5 min后弃上清,使用0.85%的生理盐水冲 洗,5000g离心5min,重复三次.再加入0.85%的 生理盐水溶液于50℃条件下加热3h.将处理后得到的微藻悬浮液于 11000g 离心15min,将上清液经0.22μm 滤膜过滤,即得到 AOM 溶液.
取适 量 AOM 溶 液 置 于 50 mL 离 心 管 后 用WhatmanNo.1滤膜进行过滤,将滤液于10000r/min离心10min.取上清液,加入等体积的丙酮,在4℃条件下保存48h后10000r/min离心10min,保留沉 淀,冷冻24h,将所得粉末称量即为 AOM 干重.
            蛋白质含量测定选用考马斯亮蓝法,多糖含 量测定选用苯酚-硫酸法,多糖组分测定采用离子色谱分析法,荧光物质测定采用三维荧光光谱分析法.
            1.5 不同重悬体系下的微藻絮凝效率
           设置以下6种体系进行微藻絮凝效率的测定: A,BG11培养基微藻培养液;B,glu+BG11培养基 微藻培养液离心后上清重悬 BG11的藻细胞;C,生 活污水微藻培养液离心后上清重悬 BG11的藻细 胞;D,glu+BG11微藻培养液;E,使用新鲜 BG11重悬glu+BG11培养液中的藻细胞;F,使用新鲜 glu+BG11重悬glu+BG11培养液中的藻细胞.
          原标题:微藻胞外聚合物与棕鞭藻絮凝效率的关系
          原作者:张安龙,文 然,苏琰儒,张 波