有机碳源对微藻生物膜成膜影响及其机制探讨

作     者：付思懿 

作者单位：南昌大学 

学位级别：硕士

导师姓名：周文广

授予年度：2023年

学科分类：083002[工学-环境工程] 0830[工学-环境科学与工程（可授工学、理学、农学学位）] 08[工学] 

主      题：微藻生物膜 有机碳源 成膜机制 胞外分泌物 人工模拟生活污水 

摘      要：微藻附着生长形成的生物膜在提高微藻生物量产量和降低收获成本方面具有巨大潜力。有机碳源对悬浮藻类生长有促进作用,但其对微藻生物膜形成的影响及其机制研究较少。本研究确定了微藻生物膜形成最适宜的有机碳源及其浓度,以及通过对微藻生物膜胞外聚合物质(EPS)结构组成特征分析探究有机碳源对微藻生物膜形成的影响机制,最后探究了最佳有机碳源及浓度诱导微藻生物膜成膜后对人工模拟生活污水的处理效果。结果表明,在各种筛选出的有机碳源中,以丙三醇作为碳源时附着微藻生物量浓度最高,可达35.9 g/m,且当丙三醇浓度为1000 mg C/L时,附着微藻生物量浓度最高,可达97 g/m。说明1000 mg C/L丙三醇为微藻附膜最佳有机碳源及浓度。此时附着生长微藻分泌的EPS及其蛋白(EPS-PN)含量较高,较高的EPS-PN含量主要包括疏水性脯氨酸和丙氨酸含量增加和亲水性谷氨酸含量降低,其有利于微藻生物膜的形成。在以1000 mg C/L丙三醇为碳源的小试装置中,生物产量显著高于对照组,40小时后实验组和对照组膜生物量分别为57.8g/m和6.7 g/m。以最佳丙三醇浓度培养形成的微藻生物膜对人工模拟生活污水的处理效果相对较佳:对NH4-N、TN、TP、COD的去除效率分别可达到95%～96.8%、82.1%～87.8%、94.1%～98.8%、61.9%～73.0%。这些发现加深了对有机碳源条件下微藻生物膜形成机制的认识,探究了微藻生物膜对生活污水处理的潜力,为微藻生物膜的形成和应用提供了理论依据。