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毕业设计（论文）

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利用沼液养殖微藻研究进展

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利用沼液养殖微藻研究进展

摘要：随着全球能源危机和环境污染问题的日益严重，利用可再生能源和废弃物资源化技术成为解决问题的关键。沼液作为一种富含有机物的废弃物，具有很高的资源化利用价值。微藻作为一种高效的生物能源，具有广阔的应用前景。本文综述了利用沼液养殖微藻的研究进展，分析了沼液成分对微藻生长的影响，探讨了不同微藻养殖工艺的优缺点，并对未来研究方向进行了展望。研究发现，沼液中的氮、磷等营养元素能够促进微藻的生长，但同时也存在一些抑制微藻生长的成分。通过优化养殖工艺，可以有效提高微藻的产量和油脂含量，为生物能源的开发提供新的途径。

前言：随着全球能源需求的不断增长，传统能源资源日益枯竭，环境污染问题日益严重。生物能源作为一种可再生能源，具有广阔的发展前景。微藻作为一种高效的生物能源，具有资源丰富、生长周期短、油脂含量高等优点，被视为最具潜力的生物能源之一。沼液作为一种富含有机物的废弃物，具有很高的资源化利用价值。近年来，利用沼液养殖微藻的研究逐渐成为热点。本文旨在综述利用沼液养殖微藻的研究进展，为我国生物能源的开发和环境保护提供理论依据。

一、1.沼液成分与微藻生长的关系

1.1沼液的成分分析

沼液作为一种富含有机物的废弃物，其成分复杂，主要包括水、有机物、无机盐、微生物等。其中，有机物含量通常占沼液总量的60%以上，主要包括挥发性脂肪酸（VFA）、蛋白质、碳水化合物、脂肪等。挥发性脂肪酸是沼液中含量最高的有机物，占有机物总量的40%-60%，主要包括乙酸、丙酸、丁酸等。例如，在玉米秸秆厌氧消化过程中产生的沼液中，乙酸含量可高达20g/L。

无机盐是沼液中的另一重要组成部分，主要包括氮、磷、钾等营养元素，以及钙、镁、钠等。氮、磷是微藻生长的关键营养元素，在沼液中的含量通常较高。以某养殖场猪粪厌氧消化产生的沼液为例，其氮含量可达1.5g/L，磷含量为0.8g/L。此外，沼液中的无机盐含量还与沼液的水分含量有关，水分含量越高，无机盐含量相对较低。

微生物是沼液中的活性成分，主要包括细菌、真菌、原生动物和后生动物等。这些微生物在厌氧消化过程中起着关键作用，参与有机物的分解和转化。研究表明，沼液中的微生物数量可达每毫升数亿个，其中细菌数量最多，其次是真菌。微生物的多样性对沼液的稳定性和微藻的生长具有重要意义。例如，在沼液养殖微藻的过程中，适量的微生物存在可以促进微藻的生长，提高油脂产量。

1.2氮、磷等营养元素对微藻生长的影响

(1)氮、磷等营养元素是微藻生长的关键限制因子。在微藻的培养过程中，氮、磷的供应状况直接影响微藻的生长速度和生物量积累。研究表明，在氮、磷充足的情况下，微藻的生物量可以显著增加。例如，在利用玉米秸秆厌氧消化产生的沼液培养小球藻（Chlorellasorokiniana）的实验中，当氮、磷浓度为50mg/L时，小球藻的生物量可达到40g/L。

(2)氮、磷的形态和比例对微藻的生长也有显著影响。氮主要以硝酸盐、氨氮和有机氮的形式存在于沼液中，其中硝酸盐和氨氮对微藻的生长更为有利。磷主要以无机磷酸盐和有机磷的形式存在，无机磷酸盐对微藻的生长更为有效。在氮、磷比例适宜的情况下，微藻的生长性能最佳。例如，在氮、磷比例为10:1的条件下，螺旋藻（Spirulinaplatensis）的生物量可以达到60g/L。

(3)然而，氮、磷过量或比例失衡会导致微藻生长不良，甚至产生毒害作用。过量的氮会导致微藻细胞增大，生物量减少，同时还会增加微藻对光照的遮蔽作用，降低光合作用效率。磷过量则可能导致微藻细胞内积累，影响微藻的正常生长。例如，在氮、磷浓度分别为100mg/L和50mg/L的条件下，小球藻的生物量仅为20g/L，且细胞形态异常。因此，合理控制氮、磷的供应是提高微藻养殖效率的关键。

1.3抑制微藻生长的成分及其去除方法

(1)沼液中存在一些抑制微藻生长的成分，如挥发性脂肪酸（VFA）、硫化物、氨氮等。VFA中的乙酸、丙酸等在浓度较高时，会抑制微藻的光合作用和细胞生长。例如，在沼液中乙酸浓度达到10g/L时，小球藻的生长速度可降低50%。去除这些成分的方法包括调整pH值、添加吸附剂等。如通过添加石灰将沼液pH值调节至7.0-8.0，可以有效降低VFA的浓度。

(2)硫化物是沼液中的另一种抑制微藻生长的成分，其浓度较高时会对微藻产生毒害作用。例如，在沼液中硫化物浓度达到0.5mg/L时，螺旋藻的生长速度可降低70%。去除硫化物的方法有生物处理、化学处理和物理处理等。生物处理是通过添加硫酸盐还原菌，将硫化物转化为硫