微藻养殖老化液资源化回用技术研究与工程方案设计

论文总字数：36745字

摘 要

针对江苏省某生物工程有限公司小球藻实际养殖老化液，本文初步研究了该小球藻老化液中抑制藻类生长的组成成分，并探讨了采用强化混凝沉淀工艺处理小球藻老化液的有效性，重点优化了的混凝剂种类、投加量、混凝剂絮凝剂配比等工艺条件，并在此基础上进行了微藻养殖老化液回用处理工程技术方案设计。

对小球藻老化液的抑制成份实验研究结果表明，老化液中主要积累了C12:0、C14:0、C16:0、C18:0及C22:0脂肪酸，脂肪酸总量为46.45mg/L，并成为抑制藻类生长的主要成分；虽然小球藻培养液在长期循环培养微藻形成老化液的过程中由于微量元素的不断补加而积累了高浓度Mg² 离子，但其对小球藻的生长状况没有抑制作用。

采用强化混凝沉淀的方法对小球藻老化液进行处理，实验研究发现，相同投加浓度下聚合硫酸铁（PFS）和聚合氯化铝（PAC）相比于硫酸铝（Al₂(SO₄)₃）及氯化铁（FeCl₃）对老化液的处理效果更明显。分别对PFS和PAC进行投加量的优化研究发现其最佳投加量分别为15mg/L和30mg/L。投加大于30mg/L PAC混凝处理老化液时，Al³ 开始残留，且对小球藻的生长有明显的抑制作用。助凝剂聚丙烯酰胺（PAM）与混凝剂PFS配比为1:4时对藻老化液中COD及脂肪酸的处理效果最佳。

并根据实验结果及设计规模，设计小球藻老化液净化方案，其工艺路线为pH调节 混凝沉淀 过滤处理 消毒。

关键词：老化液，小球藻，抑制物，脂肪酸，强化混凝沉淀

ABSTRACT

Aiming at the actual culture of reuse culture water of Chlorella sp. in a bioengineering company in Jiangsu Province, this paper studied the composition of algae growth inhibition in the reuse culture water of Chlorella, and discussed the treatment of the chlorella aging solution with the enhanced coagulation and sedimentation process. Effectiveness, focusing on the optimization of the type of coagulant, dosage, coagulant flocculant ratio and other technical conditions, and on this basis, the microalgae culture aging treatment process engineering design.

The experimental study on the inhibitory components of the chlorella reuse culture water showed that the C12:0, C14:0, C16:0, C18:0, and C22:0 fatty acids were mainly accumulated in the aging fluid, and the total amount of fatty acids was 46.45 mg/L. It has become the main component to inhibit the growth of algae; although the chlorella culture liquid accumulated high concentrations of Mg² ions due to the continuous addition of trace elements in the process of long-term circulating culture of microalgae to form aged liquid, its growth to Chlorella sp. The condition has no inhibitory effect.

The chlorella reuse culture water was treated by the method of enhanced coagulation and precipitation. The experimental study found that at the same dosing concentration, polyferric sulfate (PFS) and polyaluminum chloride (PAC) were compared to aluminum sulfate (Al₂(SO₄)₃). Ferric chloride (FeCl₃) has a more pronounced effect on the aging solution. The optimized dosages of PFS and PAC were found to be 15 mg/L and 30 mg/L, respectively. When adding more than 30mg/L PAC coagulation aging solution, Al³ began to remain, and it had a significant inhibitory effect on the growth of Chlorella. When the ratio of polyacrylamide (PAM) to coagulant PFS was 1:4, the best treatment effect was COD and fatty acid in the reuse culture water of algae.

According to the experimental results and design scale, the chlorella reuse culture water was designed. The process route was pH adjustment coagulation sedimentation filtration disinfection.

KEY WORDS：reuse culture water，chlorella vulgaris，growth inhibitor，fatty acids， Enhanced coagulation

目录

摘 要

ABSTRACT

第一章 绪论

1.1研究背景

1.1.1 微藻的定义及种类

1.1.2 微藻的应用

1.1.3 微藻培养系统

1.1.4 影响藻生长的因素

1.2 微藻老化液产生研究

1.2.1 微藻老化液的定义

1.2.2 微藻生长抑制物研究

1.3 废水净化方法研究

1.3.1 小分子有机物去除方法

1.3.2 微藻老化液净化方法

1.3.3混凝沉淀工艺研究

1.4 研究内容及意义

1.4.1 研究内容

1.4.2 技术路线

1.4.3 研究意义

第二章 实验材料及分析测试方法

2.1 材料

2.1.1 实验材料

2.1.2 实验药品及仪器

2.3 测试指标及方法

2.3.1 COD含量

2.3.2 脂肪酸含量

2.3.3 培养基离子浓度

2.3.4 小球藻生长曲线

2.3.5 小球藻生长速率

第三章 老化液中抑制物成分分析

3.1 老化液中脂肪酸的定性与定量分析

3.1.1 实验设计

3.1.2 实验结果

3.2 老化液中高浓度Mg² 离子对小球藻生长影响研究

3.1.1 实验设计

3.2.2 实验结果

3.3本章总结

第四章 强化混凝法去除抑制物研究

4.1 混凝剂种类对抑制物去除的影响

4.1.1 实验设计

4.1.2 实验结果

4.2 PAC投加量对抑制物去除的影响

4.2.1 实验设计

4.2.2 实验结果

4.3 PAC混凝沉淀处理残留Al³ 离子对小球藻生长影响研究

4.3.1 实验设计

4.3.2 实验结果

4.4 PFS投加量对抑制物去除的影响

4.4.1 实验设计

4.4.2 实验结果

4.5 助凝剂与混凝剂配比对抑制物去除的影响

4.5.1 实验设计

4.5.2 实验结果

4.5 本章总结

第五章 工程方案设计

5.1 方案设计

5.1.1 设计水量

5.1.2 废水水质

5.1.3 处理要求

5.1.4 工艺选择

5.1.5 工艺设计说明

5.1.7 工艺流程

5.1.8 流程说明

5.1.9 工艺结论

5.2 工程设计

5.2.1 总图设计

5.2.2 工艺设计

5.3 结构设计

5.4 电气及自控设计

5.5设计计算书

5.5.1混凝池

5.5.2 斜管沉淀池

5.5.3 V型过滤池

5.5.4 紫外消毒池

第六章 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

致谢

参考文献

第一章 绪论

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