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养猪业的快速发展导致养猪废水的大量产生,给地区生态环境和居民健康带来了严重危害,实现养猪废水的无害化、资源化和减量化处理是保证产业可持续发展的基础,而现有的常规污水处理技术仅仅作为一种处理工艺实现废水的无害化处理,忽略了废水的资源化利用；另一方面,为缓解当前资源匮乏、能源紧缺的形势,微藻生物能源成为生物质能研究领域的热点之一,但如何降低微藻培养成本是实现微藻燃料商业化发展的关键。基于微藻培养的污水处理技术的出现,为同时实现养猪废水的无害化处理、资源化利用和降低微藻培养成本提供了可能,它将水质净化与高价值生物质生产相耦合,实现污水处理由处理工艺向生产工艺转变,所获得的微藻生物质可以用作生产生物柴油的原料,给养猪场创造经济效益,保障养猪场的可持续发展。但藻种的筛选和培养体系的构建是成功实现此处理技术的关键。本实验室从养猪场废水处理池内分离纯化了一株微藻,因此,课题主要围绕此徽藻的分离培养及其在养猪废水处理中应用的基础条件进行了探讨,为构建基于微藻培养的养猪废水处理技术体系提供基础依据,论文通过对微藻的分离鉴定及其理化性质测定、微藻培养条件的优化、微藻处理养猪废水的可行性及强化微藻处理养猪废水条件的研究,获得了以下主要结果：(1)借助形态学和分子生物学手段,鉴定此微藻为栅藻,命名为Desmodesmus sp. CHX1,相关纯化藻株和序列基因已提交至中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(保藏受理号：CGMCC No.6649)和Genebank (登录号：JX255841)；栅藻(Desmodesmus sp. CHX1)最佳光密度值为OD690,但OD690测定值不易超过0.7,在此测定范围内,光密度值与藻体干重间呈线性正相关关系(R2=0.9942)；正常培养条件下,栅藻(Desmodesmus sp. CHX1)在BG-11培养液中生长45天后达到生长稳定期,最高浓度达4.54g/1;培养4周后,栅藻(Desmodesmus sp. CHX1)细胞内C、N、H和Zn含量分别为45.7%、7.13%、7.90%知79.7mg/kg,Cu含量低于最低检测浓度；藻体总叶绿素含量为4.92mg/1,其中叶绿素a占总叶绿素含量的78.5%,类胡萝卜素含量为1.67mg/1;藻细胞总脂含量为12.1%-14.6%,脂肪酸成分中以C16-C18含量为主,占总脂肪酸含量的70.7%,适合作为生物柴油生产原料。此外,藻体粗蛋白含量为49.3%,在所测定的16种氨基酸成分中含有人体所必需的7种氨基酸,其中天冬氨酸含量最高,达27.2mg/g,总氨基酸含量为198.4mg/g,其中总必需氨基酸含量为5931mg/g,占总氨基酸含量的29.9%,也可作为养猪场部分蛋白饲料的替代品。(2)混养培养方式最利于栅藻(Desmodesmus sp. CHX1)生长,而葡萄糖和NO3-N分别作为碳源和氮源时,最适宜于栅藻(Desmodesmus sp. CHX1)生物产量和Ch1(a+b)的积累；正交优化试验结果表明,在所测定的四个因素中,葡萄糖添加浓度对栅藻(Desmodesmus sp. CHX1)生长和油脂产率的影响最大,其次为藻细胞初始接种浓度,结合正交试验和单因子试验结果,筛选出最利于栅藻(Desmodesmus sp. CHX1)生长和油脂生产的培养条件组合为：葡萄糖浓度3g/l、培养液初始pH=10、细胞接种浓度5%(初始OD69o=0.08)、硝酸盐浓度2g/l；在此培养条件下,栅藻(Desmodesmus sp. CHX1)从适应期结束到稳定期只需5天左右,大大缩短了藻细胞培养时间；此外,曝气能显著增加栅藻(Desmodesmus sp. CHX1)细胞的生物产量、Chl(a+b)含量和油脂产量,且在所研究的曝气量范围内(16-160l/h,随曝气量的增加,上述指标均显著增加,培养7天后,在曝气量为160l/h,栅藻(Desmodesmus sp. CHX1)细胞的生物量浓度、Ch1(a+b)含量和油脂产率分别达到7.26g/l、60.5mg/l和128.7mg/1/d,这说明在栅藻(Desmodesmus sp. CHX1)培养过程中,适当的曝气利于微藻生长和油脂的生产。(3)栅藻(Desmodesmus sp. CHX1)能在适度稀释的灭菌后养猪废水中存活并生长,培养12天后,最大生物量产率和比生长率分别达到196.7mg/1/d和0.279/d,对NH/4+-N、TP和COD的最大去除率分别为98.2%、80.4%和37.1%。因此,该栅藻(Desmodesmus sp. CHX1)具备应用于养猪废水处理的潜力,但在处理前,对养猪废水进行适当的稀释是保证栅藻(Desmodesmus sp. CHX1)快速生长和有效去除营养物质的前提,而在现今的商业运作模式中,稀释是商业化应用过程中的一大限制,因此,降低养猪废水对栅藻(Desmodesmus sp. CHX1)的抑制效应,寻找其他低成本的预处理方式以强化其商业化应用的可行性成为必要。(4)直接空气吹脱可以作为一种简单有效的预处理方法应用于基于微藻培养的养猪废水处理技术体系中,以降低养猪废水中过高氨氮对微藻的生长抑制作用；而向不灭菌养猪废水中泵入含5%CO2的空气(即混养培养)时,栅藻(Desmodesmus sp. CHX1)的生长、油脂积累和废水中NH4+-N、TN、TP和COD、Cu、Zn等去除均得到显著加强。培养8天后,栅藻(Desmodesmus sp. CHX1)的生物量浓度、生物量产率和油脂产率分别高达7.91g/l、869.0mg/l/d和132.1mg/l/d(总脂含量15.2%),而废水中NH4+-N、TN、TP、COD、Cu和Zn等去除率分别为97.3%、87.9%、93.2%、41.8%、50.1%和30.1%。元素流分析结果表明,栅藻(Desmodesmus sp. CHX1)的直接吸收利用是废水中N、P和Cu、Zn去除的主要原因。混养培养后,栅藻(Desmodesmus sp. CHX1)细胞内N、P含量、C16-C18脂肪酸含量、粗蛋白含量和氨基酸含量均得到显著提高,其中N、P含量分别为9.55%和0.79mg/kg,粗蛋白和总氨基酸含量分别为59.7%和315.9μg/g (EAA/TAA为30.5%),C16-C18脂肪酸占总脂肪酸成分的83.11%。