微藻对鲟鱼养殖污水的净化效果及其产沼气工艺初步试验研究

【摘要】：近年来，鲟鱼养殖在我国快速发展，大量养殖污水排放引起淡水资源浪费、环境污染和生产成本激增等问题。因此，如何实现养殖污水有效净化和资源化利用，是制约我国鲟鱼工业化养殖进一步发展的瓶颈。本课题开展微藻对鲟鱼养殖污水的净化效果及其产沼气工艺初步试验研究，以期为微藻净化鲟鱼养殖污水及其资源化利用大规模实施提供必要参考。 微藻净水特性试验结果表明，小球藻能有效的去除污水中的NH4+-N和PO43--P，当NH4+-N和PO43--P浓度分别为2.0~6.0mg/L和0.590mg/L时，小球藻对NH4+-N和PO43--P的去除率分别达90%和94%以上，小球藻对NH4+-N和PO43--P的最大去除速率分别为2.657mg/(L· d）和0.445mg/(L· d），当污水中NH4+-N浓度由0.8mg/L升至10.0mg/L时，培养72h后小球藻细胞密度由1.33×107个/mL增至2.61×107个/mL；另外，利用栅藻净化养殖污水结果表明，当NH4+-N初始浓度分别为0.6、0.8和1.0mg/L时，培养6d，栅藻对NH4+-N、NO2--N、NO3--N和PO43--P最大去除率分别为95%、90%、93%和96%左右，栅藻对污水中的COD亦有一定的净化作用，6d后对COD的去除率依次为32.2%、34.7%和35.5%；当栅藻的初始细胞密度为2.01×106个/mL时，培养6d，栅藻的细胞密度分别为4.30×106、4.64×106和4.87×106个/mL。 研制了实验室规模的跑道式微藻培养光生物反应器，开展了以鲟鱼养殖污水为培养基的微藻栽培试验。结果表明，利用鲟鱼养殖污水栽培栅藻，培养18d，栅藻对NH4+-N、NO3--N、PO43--P和总无机氮的最大去除率依次为20.8%、40.6%、98.4%和34.5%。试验期间，栅藻细胞密度由1.98、2.14和2.29×105个/mL增至2.11、3.73和5.56×106个/mL。因此，利用栅藻处理鲟鱼养殖污水，不仅可以有效地净化污水，还获得较大的藻细胞生物量。 微藻与养殖固废耦合厌氧发酵产沼气工艺的初步试验研究结果表明，利用栅藻直接进行厌氧发酵，总产气量、VS产气率和所产气体中甲烷含量分别为228.8mL、78.0mL/gVS和42.3%；添加养殖固废可明显提高产气效果，尤其当接种污泥：栅藻：养殖固废为1:1:1时，总产气量、VS产气率和所产气体的甲烷含量依次为4412.5mL、499.7mL/gVS和47.4%，COD去除率为84.0%；另外，热处理和超声波处理发酵藻液，均能够明显提高厌氧发酵产气效果，其中热处理效果更为显著，厌氧发酵27d，总产气量、VS产气率和所产气体的甲烷含量分别为3854.0mL、492.2mL/gVS、49.6%；COD去除率分别为86.6%；此外，接种比例的提高也能提高产气量和产气率，以及加速反应进程，当接种污泥、栅藻和养殖固废比例为1:1:1.5时，厌氧发酵总产气量和产气率分别为3654.5mL和478.3mL/gVS，且所产气体中甲烷含量最高达到57.2%，持续产气26d。 【关键词】：微藻 鲟鱼 净化 沼气 养殖污水 养殖固废 厌氧发酵
【学位授予单位】：大连海洋大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：S965.215
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第一章 绪论8-13
• 1.1 课题研究目的与意义8-9
• 1.2 国内外研究现状与发展趋势9-12
• 1.2.1 养殖污水净化技术的发展现状9-10
• 1.2.2 藻类净化水质的发展现状10-11
• 1.2.3 利用藻类生产沼气的研究现状11-12
• 1.3 课题研究目标与内容12-13
• 第二章 微藻净水特性的试验研究13-25
• 2.1 小球藻对 N、P 吸收特性的试验13-19
• 2.1.1 材料与方法13-14
• 2.1.2 结果与分析14-18
• 2.1.3 结论18-19
• 2.2 栅藻对 N、P 吸收特性试验19-24
• 2.2.1 材料与方法19
• 2.2.2 结果与分析19-23
• 2.2.3 结论23-24
• 2.3 本章小结24-25
• 第三章 微藻培养光生物反应器的研制25-30
• 3.1 设计方案25-26
• 3.2 样机的研制26-30
• 3.2.1 设备的选型26-29
• 3.2.2 样机的安装29-30
• 第四章 微藻对鲟鱼养殖污水净化的试验研究30-37
• 4.1 材料与方法30-31
• 4.1.1 试验材料与仪器30
• 4.1.2 实验方法30
• 4.1.3 主要检测项目及方法30-31
• 4.2 结果与分析31-36
• 4.2.1 N、P 的去除效果31-34
• 4.2.2 栅藻细胞的生长34-35
• 4.2.3 养殖污水污水 pH 的变化35-36
• 4.3 本章小结36-37
• 第五章 微藻与养殖固废耦合厌氧发酵产沼气工艺的初步试验研究37-60
• 5.1 材料与方法37-41
• 5.1.1 试验材料与仪器设备37-38
• 5.1.2 厌氧发酵试验装置38-39
• 5.1.3 试验方法39-40
• 5.1.4 主要检测项目及方法40-41
• 5.2 结果与分析41-58
• 5.2.1 养殖固废添加量对厌氧发酵效果的影响41-47
• 5.2.2 预处理方法对厌氧发酵产气效果的影响47-54
• 5.2.3 不同接种量对厌氧发酵产气效果的影响54-58
• 5.3 本章小结58-60
• 第六章 结论与进一步研究建议60-62
• 6.1 结论60-61
• 6.2 进一步的研究建议61-62
• 参考文献62-66
• 攻读硕士学位期间发表的论文66-69
• 致谢69-70
• 附图70-71

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