超声波强化微藻利用初沉池出水的油脂合成

发布时间：2020-05-10 23:01

【摘要】：水是人们赖以生存的资源,而我国是一个严重缺水的国家,因此寻求一种绿色、高效地利用、净化污水的方法迫在眉睫。作为第三代生物柴油的原料来源,微藻有许多不可替代的优点,可以在比较恶劣的环境下生存并分解与利用一些污水中的有机物、去除其中的氮磷等,同时还可以完成油脂的合成。高培养成本制约着微藻生物柴油的发展,有研究表明,利用低强度超声波辅助生物柴油的制备可在短时间内达到较高的转化率。本研究利用生活污水培养微藻生产油脂,并用超声波增加油脂产量,建立了废水资源化与微藻培养相结合生产生物质能源的方法。本研究首先通过利用初沉池、二沉池废水对藻株Z-4进行培养,探究了废水培养微藻的可行性,同时探究了采用不同的预处理(原液、离心、滤膜)方法对培养结果的影响,确定初沉池废水是最适合藻株Z-4生长和产油的废水来源,经过一个周期的培养后,微藻在初沉池原液中的生物量为0.68 g/L,油脂产量为0.16 g/L,培养微藻后出水的COD、TN、TP分别由初始值150 mg/L,50 mg/L,6 mg/L降至30 mg/L,10 mg/L,0.5 mg/L左右。其次以BG-11培养基为参照组,对确定的初沉池原液进行营养盐的优化,从而得到最佳的外加Na NO3和K2HPO4的浓度分别为0.4 g/L和0.02 g/L。利用优化后的初沉池原液培养藻株Z-4,其生物量和油脂含量分别提高至1.4 g/L和0.19 g/L,与未优化组相比,分别增加了105%和18%。之后利用超声强化装置结合光生物反应器培养微藻。设计并组装了柱形玻璃微藻培养管,用超声装置强化微藻培养;在反应器内探究对数期作用的最佳超声参数,确定最佳超声参数为频率18 k Hz、功率20 W和超声全程时间10 min;在此条件下,可明显提高微藻生物量和油脂产量,使微藻生物量达到1.56 g/L,油脂产量达0.24 g/L,与未超声组相比分别提高了11%和26%,超声作用对出水的水质影响较小。为进一步探究超声强化的作用机理,本研究对超声前后反应器内藻液进行高通量测序,发现超声可以促进废水体系中的群落稳定,使微藻迅速变为优势种群,且在一定程度上促进微藻细胞内与油脂运输和生长代谢有关的功能基因的表达。
【图文】：

（2）将混合均匀的溶液置于恒温金属浴中保持 70℃，进行 10 min 的裂解。（3）在室温的条件下，将裂解完的样品进行离心，参数为 13000 rpm，5 min。（4）取一支新的 2 mL 离心管，用移液器吸取 600 μl（3）中离心后的上层液体于新的离心管中，再加入 200 μl Buffer SP2，将混合溶液进行充分的震荡。（5）向（4）中 2 mL 的离心管内加入 100 μl HTR Reagent，充分震荡 10 s。将混匀后的混合溶液进行 5 min 冰浴，之后，在室温条件下完成离心，离心的参数为 13000 rpm，5 min。（6）再次取一支新的 2 mL 的离心管，用移液枪吸取（5）中离心后的上清液 400μl 于其中，再加入 450 μl Binding Buffer 和 40 μl Magsi Particles，将混合溶液充分震荡混匀后，在室温条件下静止 2 min。（9）2 mL 离心管放置在磁力架上吸附 5 min，吸弃上层清液。（10）加入 500 μl Binding Buffer，震荡混匀,室温放置 2 min。（11）2 mL 离心管放置在磁力架上吸附 5 min，吸弃上层清液。（12）加入 1000 μl Buffer PHB，震荡混匀磁珠。磁力架上放置 5 min，，并吸弃上层清液。

哈尔滨工业大学工程硕士学位论文（20 ng），H2O（30 μl）。配置好的 PCR 体系按照表 2-6 反应条件进行 PCR 扩增：表 2-6 PCR 第二轮扩增反应条件温度 时间 周期95℃ 3min 194℃ 20s 555℃ 20s 575℃ 30s 572℃ 5min 1PCR 结束后，PCR 产物进行琼脂糖电泳检测，结果如图 2-5 所示：
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：X703;TK6


本文编号：2658030