15%CO2胁迫下雨生红球藻积累油脂制生物柴油

采用经60Co-γ射线核辐射诱变和15%CO2驯化后的雨生红球藻突变藻株为对象,研究15%CO2对雨生红球藻制备生物柴油潜力的影响。结果表明:随着高光照和15%CO2协同胁迫时间的延长,油脂合成相关乙酰辅酶a羧化酶、β-酮酰基-ACP缩合酶Ⅲ和二酰基甘油酰基转移酶相对表达量分别提高至初始水平的1.2、1.4和1.3倍。15%CO2胁迫下雨生红球藻饱和油脂含量由2%CO2条件下的33.0%升至35.2%。15%CO2胁迫下雨生红球藻细胞孔径增大15%,孔面积增加2.3倍。萃取虾青素后的雨生红球藻渣亲水性指数为4.98,高于未处理生物质的亲水性指数。差示扫描量热分析(DSC)结果表明,藻渣制备的生物柴油的结晶度和熔点分别为-1.3℃和6.1℃。     

经济藻及能源藻产业

<正>藻类的养殖是对二氧化碳最快的消耗,比如说生产天然虾青素而养殖的雨生红球藻(1种单细胞的经济藻),每100ml的藻液要消耗18g左右的二氧化碳,藻类是1种浮游植物,在其生长繁殖的过程中除了少量的氮、磷、钾外绝大部分需要的是二氧化碳,二氧化碳转化为藻类的细胞壁、以及脂类和多糖类,因此大力发展经济藻以及产油的能源藻是消     

低氮胁迫对两种魏氏藻生长和油脂积累的影响

为了评价低氮胁迫对真眼点藻纲的两株高产油微藻(斧形魏氏藻和点状魏氏藻)的生长和油脂积累的影响,实验设计中将原改良BG-11培养基中的硝酸钠浓度降低为3.6 mmol/L(0.3 g/L)。结果表明:在此浓度下斧形魏氏藻和点状魏氏藻的最高生物量分别为8.21 g/L和9.07 g/L;两者的总脂、中性脂和总脂肪酸含量(占干重)都随着培养时间的延长而不断增加,培养至第18天时分别达到56.4%,64.7%;54%,63.3%;43.5%,45.5%。这两种微藻的主要脂肪酸都含有豆蔻酸、棕榈酸、棕榈油酸、油酸、亚油酸、花生四烯酸和二十碳五烯酸,均适合于生物柴油的生产。它们的总脂、中性脂和总脂肪酸的单位体积产率分别为0.257 g/(L·d),0.326 g/(L·d);0.246 g/(L·d),0.319 g/(L·d)和0.198 g/(L·d),0.229 g/(L·d)。这说明两种微藻在低氮胁迫下都能够获得较高的油脂产率。     

分散性多糖分散绿藻Chroococcidiorella tianjinensis促进其生长和脂类合成的研究北大核心CSCD

微藻是生产生物柴油的重要原料,其培养过程中需要通气和机械搅拌使藻细胞分散,由此提高了培养成本。为降低培养成本,文章采用分散性多糖(DPS)静置培养绿藻。实验结果表明:浓度为0.3 g/L的DPS即能使藻细胞浓度为3 g/L的绿藻培养液均匀分散,使绿藻的生物量和脂类产量比不添加DPS时分别提高49.30%和81.18%;在DPS浓度为0.3 g/L的基础上添加葡萄糖、乙酸钠和碳酸氢钠3种碳源能够进一步促进绿藻的生长,3种碳源的最佳添加浓度分别为30,3.5,1 g/L;在3种碳源的最佳添加浓度下,与不添加碳源添加DPS的培养相比,绿藻的生物量分别提高了122.36%,57.88%和22.55%,脂类含量分别提高了18.00%,23.09%和10.44%,且适合生产优质生物柴油的不饱和脂肪酸C18-0和C18-1的含量也显著提高。     

富含碳水化合物微藻的筛选、鉴定及其在不同氮浓度条件下的产糖分析

以实验室保存的4株藻株为研究对象,分析了它们的生长速率和淀粉等糖类的含量,其中1株富含碳水化合物的微藻 #3,其生长速率和淀粉含量分别可达0.086 g/(L•d) 和225.2 mg/L。18S rDNA聚类分析表明,其属于栅藻科链带藻属Desmodesmus sp。缺N条件下,微藻生长速率慢,总糖积累快;而在其他不同N浓度条件下,生长速率趋势一致,总糖积累速度不尽相同。     

硅藻生长优化富集油脂的促进机理

为了促进硅藻生长富集油脂并转化制取生物柴油的能力,以纤细角毛藻和新月菱形藻为代表,研究了硅藻生长条件（pH值、氮浓度、硅浓度、收获时间）对其富集油脂的影响规律和促进机理,发现在缺硅缺氮条件下适当延长收获时间能够显著提高油脂含量,纤细角毛藻的油脂含量和产油能力明显高于新月菱形藻。当培养基中硅浓度（Na2SiO3.9H2O）由200 mg/L降低到0、氮浓度（NaNO3）由12.0 mmol/L降低到0.5 mmol/L、收获时间由8 d延长到32 d时,纤细角毛藻的干燥生物质中油脂含量由13.25%提高到31.74%（达到2.4倍）,细胞产油能力达到39.62 mg/L。     

餐厨垃圾SBMR-ASBR两相厌氧消化产气性能研究

以学校食堂餐厨垃圾为原料,考察餐厨垃圾在SBMR-ASBR反应器中产酸和产甲烷性能。结果表明:高负荷下启动酸化相有利于系统快速形成稳定的乙醇型发酵,且可以避开丙酸型发酵,在10 g/(L.d)负荷(以VS计)下,稳定状态产酸率平均达到55 000 mg/L,VFA中乙醇和乙酸分别平均稳定在27 000 mg/L和23 000mg/L,两者共占总VFA的91%;甲烷相可以稳定运行的最高负荷为5 g/(L.d)(以VS计),此时,系统整体处理能力为3.3 g/(L.d),单位容积产气率达到2.3 L/(L.d),甲烷含量在65%～70%,TS,VS去除率分别达到77%,83%。在实际工程中可以高负荷启动酸化相,有利于系统形成稳定的乙醇型发酵和高负荷运行的甲烷相。     

抗生素对猪场废水厌氧生物处理的影响

研究了阿莫西林对猪场废水厌氧生物处理的影响.试验结果表明,厌氧活性污泥降解模拟废水的最大甲烷产生速率为614mL/(L·d),饱和常数为3236mg COD/L;降解实际猪场废水的最大甲烷产生速率为367mL/(L·d),饱和常数为2760mgCOD/L.在无抗生素的情况下,水解发酵是厌氧消化的限速步骤,存在10mg/L扎阿莫西林时,厌氧活性污泥降解模拟废水的最大甲烷产生速率降低59.1%,饱和常数降低14.6%,阿莫西林对厌氧污泥最大比基质降解速率和饱和常数均产生显著影响.基质COD浓度超过5000mg/L,在阿莫西林抑制作用下,厌氧活性污泥降解蔗糖的最大产甲烷速率稍低于丁酸盐,而两者的最大产甲烷速率远远低于乙酸,水解发酵和产氢产乙酸可能是猪场废水厌氧消化的限速步骤.     

短程硝化污泥工业化培养方法探究

该文研究了短程硝化污泥工业化培养富集方法。实验采用工业级生物反应器,通过24 h的游离氨抑制启动和定性运行筛选,进行培养。研究结果表明：产出污泥的亚硝酸盐氮积累率维持在89%,比氨氧化速率为20.30 mg/(g·h),最佳培养启动浓度为3 000 mg/L～3 500 mg/L,反应器稳定产泥量为0.18 kg/(m³·d);污泥生物群落变化表明较短时间可实现目标菌的筛选。证明了该工业化培养新方法的可行性。     

菱形藻同时自养和异养提高油脂产率的研究

为了提高菱形藻Nitzschia ZJU2的油脂产率,采用酵母提取物和尿素等有机氮源配合碳源进行同时自养和异养(兼养),优化调控碳氮成分等可显著提高油脂产率。当碳源葡萄糖浓度逐渐增至10 g/L时,油脂产率达到峰值,继续增大葡萄糖浓度反而会导致油脂产率减小;有机氮源优于无机氮源,当酵母提取物浓度达到1.5 g/L时油脂产率最高为164.50 mg/(L·d),达到异养的3倍和自养的8倍。兼养油脂中C16~C19脂肪酸比例(达到89.13%)高于异养和自养,不饱和脂肪酸含量较低,适合制取生物柴油。     

普通小球藻产油性能研究

以普通小球藻(Chlorella vulgaris)为研究对象,考察了培养时间、培养温度、起始p H、不同碳源、氮源以及不同碳氮组合对其生物量和油脂产率的影响。结果表明:当培养温度为28℃、起始p H为8,最优碳氮源分别是浓度为20 g/L的葡萄糖和浓度为1.0 g/L的尿素时,培养15 d收获,普通小球藻油脂产率可达到156.4mg/(L·d),比优化前提高51%,为今后扩大培养小球藻、提高其油脂产率奠定了理论基础。     

核诱变驯化微藻固定燃煤烟气中的CO_2

当诱变剂量为500,Gy时,微拟球藻(简称Nanno)生物质密度比诱变出发株(0,Gy)增加了16.7%,.利用6%,体积分数CO_2驯化培养7,d后,Nanno 500,Gy的最大生物质干重密度为1.89,g/L,比Nanno的0.81,g/L提高了近100%,.微拟球藻的F/2培养基采用10,mmol的硝酸根和0.82,mmol的磷酸根,并且按照批量添加的方式,生物质干重密度最高达到4.26,g/L.将藻种应用于工业养殖过程中,当电厂烟气流量达到150,m~3/h时,溶液中的溶解碳量提高到7.2,mmol,微藻生长速度达到了25.7,g/(m2·d).     

凤眼莲半连续暗光发酵耦合产氢研究

为了对凤眼莲这种生物质进行能源资源化利用,采用两个串联的5 L发酵罐以补料分批培养(半连续培养)的方式研究凤眼莲的暗光发酵耦合产氢特性。通过硫酸溶液、常压微波加热和纤维素酶水解的方式降解凤眼莲得到大量的还原糖,再用处理后的凤眼莲溶液在补料分批培养的条件下进行实验,获得了稳定的暗发酵及光发酵的产氢速率,分别为200.6 m L/(L·d)和85.4 m L/(L·d)。实验中单位原料的产氢量则分别达到50.7 m L/g TVS和285 m L/g TVS,产氢过程的整体热值转化效率为21.7%。     

不同培养模式对能源微藻生物质产率的影响

以普通小球藻(Chlorella vulgaris)为研究对象,利用模拟烟道气(15%CO2+85%N2)分别研究批次、流加和半连续3种不同培养模式对普通小球藻生长的影响。研究结果表明,普通小球藻对15%的CO2具有很好的耐受性,生物量明显增加;流加氮源(硝酸钠)可以提高小球藻的生物量,比批次培养高0.355g/L;采用半连续培养模式,更新率为1/4,1/3时,小球藻的生物质产率分别为253mg/(L·d),198mg/(L·d),均高于批次培养的产率。说明通过采用不同培养模式利用烟道气CO2培养普通小球藻提高生物量是完全可行的,为微藻规模培养奠定了理论基础。     

培养基成分含量对巴夫杜氏藻生长的影响

通过固定培养基中其它成分的含量,考察变化的成分含量对巴夫杜氏藻生长的影响,以期获得适宜生长的最佳单一养分浓度。结果表明,硝酸钠和氯化钠在实验浓度范围内（0.042 g/L ~ 1.68 g/L和14.615 g/L ~ 175.38 g/L）对巴夫杜氏藻的生长有显著影响,碳酸氢钠、氯化钾、硫酸镁、氯化钙、柠檬酸铁、A₅溶液和pH值对藻生长影响较小。可以通过调控硝酸钠和氯化钠的浓度来促进巴夫杜氏藻的生长。     

餐厨垃圾高温厌氧消化连续运行性能：有机物转化效率、发酵稳定性与代谢活性

在高温(50±1)℃条件下处理实际工程的餐厨垃圾,采用全混式厌氧反应器（CSTR）进行了80d的连续试验。试验以水力停留时间（HRT）20 d启动,HRT 15 d连续运行,研究了反应器启动和运行期间的发酵特性,解析了餐厨垃圾厌氧消化运行稳定性和代谢活性。试验结果表明,在HRT 15 d、有机负荷（OLR）为7.3 kgCOD/(m3·d)的条件下,容积产甲烷率为2.2L/(L·d),挥发性固体（VS）的甲烷产率达到480L/kgVS左右,有机物转化率约为95%。批次试验表明,高温产甲烷菌代谢乙酸能力较强,在适宜pH下可承受10000mg/L的乙酸浓度。餐厨垃圾的高温降解速率快,10 d达到90%的产气,有承受更高负荷的可能。系统pH稳定在7.6～7.7,总氨氮和自由氨浓度低于抑制水平。研究结果表明,餐厨垃圾的高温厌氧消化可实现较高的产气潜力和有机物去除率,系统稳定性好且有机物转化效率高,具有应用于工程高温餐厨垃圾厌氧处理的潜力。     

营养条件对Chlorella vulgaris生长的影响

以Chlorella vulgaris为研究对象,考察了培养基和有机碳源的影响.结果表明:在不同的营养方式中,混养的细胞密度和比生长速率最大,均超过自养和异养之和;改变培养液中的有机碳源种类,C.vulgaris的细胞密度最大分别达到2.92g/L(葡萄糖)、1.62g/L(乙酸钠)和1.05g/L(乙醇),且以葡萄糖为碳源时的比生长速率最大;当葡萄糖浓度从5g/L增加到30g/L时,C.vulgaris的比生长速率由0.0248h-1降低至0.0186h-1,不过在培养晚期,C.vulgaris在10g/L葡萄糖时的细胞密度超过5g/L葡萄糖时的密度;当以10g/L葡萄糖作为C.vulgaris混养的有机碳源时,BG1l培养基的细胞密度和比生长速率最大,分别达到3.41g/L和0.0257h -1,而在Basal培养基中,C.vulgaris 培养液较稳定,藻细胞始终处于悬浮的状态,其细胞密度和比生长速率分别为3.25g/L和0.0204h -1.     

富油微藻——尖状栅藻生物质生产与奶牛场废水处理相结合的效果研究

尖状栅藻(Scenedesmus acuminatus)是一株新近分离的富含油脂淡水绿藻,分别选用4种不同NaNO3初始浓度的BG-11培养基和4种不同浓度的奶牛场废水,在Φ3.0 cm柱状光生物反应器中对其进行培养。试验结果显示,在BG-11培养组中,NaNO3初始浓度为6.0mmol/L时尖状栅藻的生物量最大,达到9.5 g/L;3.6 mmol/L时总脂含量最高,为藻体干重的62.6%。在废水培养组中,100%废水培养时藻生物量最大,达到12.2 g/L;25%的废水培养时总脂含量最高,为藻体干重的62.4%;尖状栅藻的脂肪酸碳链长度为14~18 C,与石化柴油的平均碳链长度十分相近;在培养过程中该藻能有效地去除废水中的氮和磷,去除效率分别达到93.2%和99.4%。利用奶牛场废水培养富含油脂的尖状栅藻(S.acuminatus)不仅能够有效去除废水中的氮和磷等营养成分,还能为生物柴油生产提供有价格竞争优势的原料。     

Fe2O3/Pt/CdS可见光催化乙醇水溶液脱氢的8立升级放大试验及稳定性考察

报道了在可见光照射下Fe_2O_3/Pt/CdS光催化剂上乙醇水溶液光催化产H_2的8L级放大试验及光催化剂的稳定性研究结果。实验表明:该体系经292.64h光照反应,共产氢4.082L,平均产氢速率为0.99mL/(g·h),最高产氢速率为1.25mL/(g·h),光照292.64h后,催化活性仍维持在一个较为平稳的水平上,产氢速率比平均产氢速率仅下降12%。经计算,本试验中光化学转换效率高达8.2%。     

NaOH预处理对油菜秸秆厌氧消化产气性能的影响

研究了不同浓度NaOH(质量分数为2%,4%和6%)预处理对油菜秸秆厌氧消化产气性能的影响。结果表明:6%NaOH预处理组累积产甲烷量达到了12 337 m L,单位VS产甲烷量为264.3 m L/g,较未处理组、2%NaOH预处理组和4%NaOH预处理组分别提高了38.0%,10.2%和7.00%;T90为23 d,较未处理组、2%NaOH预处理组和4%NaOH预处理组分别提高了19,12,5 d;氨氮为742 mg/L,碱度为7 400 mg/L,p H为7.42,三者均在适宜范围内。综合考虑,6%NaOH预处理组的油菜秸秆厌氧消化产气效率较高。