柵藻Desmodesmus sp. SNN1 處理生活污水及油脂積累研究

王洪波王鵬沖牛旭東楊文龍陳高

(1.山東建筑大學(xué)市政與環(huán)境工程學(xué)院，山東 濟(jì)南 250101；2.山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)作物種質(zhì)資源研究所，山東 濟(jì)南 250100；3.山東省作物遺傳改良與生理生態(tài)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東 濟(jì)南 250100)

0 引言

目前，我國(guó)城鎮(zhèn)污廢水處理工藝主要為活性污泥法。 為達(dá)到較好的污水處理效果，針對(duì)不同污染物種類(lèi)，需要結(jié)合較為復(fù)雜的處理工藝，這些處理工藝均存在設(shè)備占地面積大、運(yùn)行費(fèi)用高、過(guò)程管理復(fù)雜等缺點(diǎn)[1]。 污水處理過(guò)程中產(chǎn)生的剩余污泥的管理一直是水處理領(lǐng)域中的難題[2-3]，剩余污泥的處置費(fèi)用也是水廠運(yùn)行成本之一[4]。 我國(guó)生活污水處理主要采用一級(jí)污水處理作為預(yù)處理，二級(jí)污水處理作為主體的方式。 雖然經(jīng)過(guò)二級(jí)處理，污水中的污染物有所降低，但是仍然無(wú)法有效地降低污水中的無(wú)機(jī)氮、磷。 經(jīng)過(guò)處理的污水排放到水環(huán)境中仍然會(huì)造成水體中的氮、磷升高，從而引發(fā)水華、赤潮等危害。 因此，開(kāi)發(fā)符合社會(huì)經(jīng)濟(jì)和環(huán)境要求的友好水處理技術(shù)迫在眉睫。

微藻廢水處理技術(shù)是一種極具發(fā)展前景的廢水處理和養(yǎng)分回收技術(shù)，近年來(lái)受到廣泛關(guān)注。 目前，微藻已經(jīng)在不同廢水的處理上取得了一定的成效，如工業(yè)廢水、市政廢水、農(nóng)業(yè)廢水及畜牧養(yǎng)殖廢水等。 趙秀俠等[5]選取小球藻、柵藻和螺旋藻處理龜鱉養(yǎng)殖廢水，發(fā)現(xiàn)柵藻對(duì)養(yǎng)殖廢水的總氮(Total Nitrogen，TN)的去除率為93.65%，小球藻對(duì)總磷(Total Phosphorus，TP)的最大去除率為99.46%，而螺旋藻去除氨氮(-N)效果最好，去除率可達(dá)98.79%。 郝凱旋等[6]研究了菌藻系統(tǒng)、混合藻、活性污泥對(duì)二級(jí)出水中氮磷的去除，發(fā)現(xiàn)菌藻系統(tǒng)中菌株和微藻之間的協(xié)同作用在廢水處理方面有較強(qiáng)優(yōu)勢(shì)，其對(duì)-N、P 的去除率分別為94.16%和83.30%。

污水處理過(guò)程中獲取的微藻細(xì)胞用途十分廣泛。 微藻細(xì)胞中含有油脂、蛋白質(zhì)、糖類(lèi)等，均可以作為化工、飼料、食品的原料。 微藻油脂產(chǎn)率高，是解決油脂來(lái)源的重要突破口，可認(rèn)為是有潛力完全取代石油的生物質(zhì)資源[7-8]，而且由于微藻具有較高的光合作用效率，成為有競(jìng)爭(zhēng)力的生物柴油來(lái)源。生物柴油是一種可生物降解、可再生、無(wú)毒和CO2中性的能源[9]，具有與常規(guī)柴油燃料相似的特性[10]；但與常規(guī)柴油相比，生物柴油排放的CO、SO2或其他空氣污染物更少[9]。 大力發(fā)展生物柴油對(duì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展、減輕環(huán)境壓力、控制城市空氣污染有著重要的戰(zhàn)略意義[11]。

優(yōu)化柵藻SNN1 在生活污水中的培養(yǎng)條件，可以提高其生物質(zhì)積累能力和去除化學(xué)需氧量(Chemical Oxygen Demand，COD)、-N、TN 和TP等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的能力。 文章將微藻的生產(chǎn)和污水的凈化處理結(jié)合起來(lái)，既可培養(yǎng)微藻快速生長(zhǎng)繁殖，又能吸收利用生活污水中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，為城市生活污水的處理與微藻的生物質(zhì)生產(chǎn)提供了理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

目標(biāo)藻種柵藻Desmodesmussp. SNN1 是從山東建筑大學(xué)映雪湖湖泥中分離純化得到的。 生活污水來(lái)自山東建筑大學(xué)中水站初沉池進(jìn)水，用于微藻的培養(yǎng)。 收集的污水僅通過(guò)定性濾紙抽濾，以去除較大的、不可溶的懸浮固體。 濾液不經(jīng)高壓滅菌、減毒等其他處理直接投入使用。 原污水水質(zhì)指標(biāo):COD為120 ～140 mg/L，-N 為80 ～90 mg/L，TN 為90～100 mg/L，TP 為3～5 mg/L，pH 為7.6～7.8。

1.2 培養(yǎng)條件

微藻的擴(kuò)大培養(yǎng)均在BG-11 培養(yǎng)基中進(jìn)行。特定接種量的藻株接種于裝有50 mL 生活污水的錐形瓶中培養(yǎng)。 光照培養(yǎng)箱中培養(yǎng)溫度為25 ～30 ℃，經(jīng)24 h 通氣，并經(jīng)光照培養(yǎng)12 d。 實(shí)驗(yàn)光照強(qiáng)度為40 μmol/(m2·s)，每天定時(shí)搖晃藻瓶3 次。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 生活污水初始pH 對(duì)處理效果的影響

生活污水初始pH 分別設(shè)置為6.0、7.0、8.0、9.0、空白對(duì)照組(原污水，pH＝7.8)。 向生活污水中添加一定量的1 mol/L 鹽酸和NaOH 溶液調(diào)節(jié)生活污水的pH，使用pH 計(jì)測(cè)量生活污水的pH。 每組實(shí)驗(yàn)設(shè)置2 個(gè)平行樣。 初始藻液在680 nm 波長(zhǎng)處的光密度(Optical Density at 680 nm，OD680)為0.2。 將藻株培養(yǎng)到不同pH 的生活污水中。 每?jī)商烊∫淮螛?，用于測(cè)定-N、COD、生物量、油脂比例和油脂產(chǎn)量。

1.3.2 不同起始接種量對(duì)微藻處理生活污水效果的影響

微藻以不同的初始OD680值接種于處理后的生活污水中，根據(jù)其生長(zhǎng)情況及污水的處理情況，篩選出最合適的初始OD 值。 起始OD680值為0.1、0.2、0.4、0.6，每個(gè)OD 值設(shè)置2 個(gè)平行樣。 生活污水初始pH ＝9。 每?jī)商烊∫淮螛?，用于測(cè)定-N、生物量、COD、油脂比例和油脂產(chǎn)量。

1.4 分析方法

1.4.1 水質(zhì)指標(biāo)的測(cè)定

取樣時(shí)將樣品置于50 mL 離心管中，7 000 r/min離心10 min，上清液經(jīng)0.45 mm 孔徑濾膜抽濾去除藻細(xì)胞，濾液用于污水水質(zhì)指標(biāo)的測(cè)定。 測(cè)定方法參照中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)監(jiān)測(cè)方法[12]，其中TN、-N、TP、COD 分別采用過(guò)硫酸鉀消解紫外分光光度法、納氏試劑分光光度法、過(guò)硫酸鉀消解鉬酸銨比色法、重鉻酸鉀法測(cè)定。 TN、-N、TP 和COD 去除率的計(jì)算由式(1)表示為

式中R為去除率，%；C0、Ct分別為初始、t時(shí)刻的質(zhì)量濃度，mg/L。

1.4.2 生物質(zhì)指標(biāo)的測(cè)定

(1) 生物量

采用測(cè)量微藻細(xì)胞干重來(lái)測(cè)定污水中微藻生物量。 藻細(xì)胞干重測(cè)量方法:用烘干后的2 mL 離心管裝2 mL 待測(cè)藻液，12 000 r/min 離心10 min，棄去上清液，放入60 ℃烘箱，烘干至恒重并稱(chēng)重，干重由式(2)表示為

式中M為微藻干重，g/L；m1為烘干前離心管的質(zhì)量，g；m0為烘干后離心管以及藻的質(zhì)量，g；V為測(cè)量干重所用的藻液體積，L。

(2) 油脂

采用改進(jìn)氯仿-甲醇法[13]進(jìn)行測(cè)定，每天相同時(shí)間取30 mL 藻液于50 mL 離心管中。 將離心管放入離心機(jī)中，以7 000 r/min 離心10 min，離心結(jié)束后快速倒掉上清液，得到提取油脂藻泥。 加入500 μL的1 mol/L 鹽酸，在渦漩振蕩器上振蕩搖勻，對(duì)微藻進(jìn)行破壁處理，隨后在通風(fēng)櫥中加入氯仿和甲醇(體積比2∶1)萃取溶液提取油脂。 將離心管避光置于搖床上，以150 r/min 的速度進(jìn)行4 h 的振蕩反應(yīng)，使之充分混合。 離心后向試管中加入10 mL生理鹽水，于渦漩振蕩器上振蕩60 s 后，再以7 000 r/min轉(zhuǎn)速離心10 min。 離心后在通風(fēng)櫥內(nèi)用注射器將最下層氯仿、甲醇和油脂的混合溶液抽取至烘干后的錫紙盒中，并將錫紙盒放入通風(fēng)櫥中直至氯仿、甲醇全部揮發(fā)，再將錫紙盒放入60 ℃烘箱中，烘至恒重。

油脂產(chǎn)量由式(3)和(4)分別表示為

式中C為油脂產(chǎn)量，g/L；M0為烘干后錫紙盒的質(zhì)量，g；M1為烘干后錫紙盒以及油脂質(zhì)量，g；η為油脂比例，%。

2 結(jié)果與分析

2.1 初始pH 對(duì)柵藻SNN1 處理生活污水及生物質(zhì)積累的影響

2.1.1 初始pH 對(duì)柵藻SNN1 處理生活污水的影響

不同初始pH 對(duì)柵藻SNN1 處理生活污水效果的影響如圖1 所示。 柵藻SNN1 對(duì)不同初始pH 生活污水中COD 的去除效果如圖1(a)所示。 在0 ～4 d時(shí)，不同初始pH 的生活污水中COD 有一定程度的下降；在4～12 d 時(shí)，COD 基本保持穩(wěn)定。 隨著初始pH 的升高，柵藻SNN1 對(duì)生活污水中COD 的去除效果也在逐漸增強(qiáng)。 pH ＝6.0 時(shí)，生活污水中的COD 由137.27 mg/L 降至87.16 mg/L；pH ＝9.0 時(shí)，COD 降至72.85 mg/L，去除率高達(dá)46.93%，高于其他實(shí)驗(yàn)組。 造成這種情況的原因可能是柵藻SNN1在較高的pH 中會(huì)有較好的生物活性，代謝能力更強(qiáng)，會(huì)去除較多的COD；在較低的pH 中代謝活動(dòng)減弱，生長(zhǎng)能力差，去除量減少。 但COD 的脫除效率依然較低，是因?yàn)樯钗鬯械挠袡C(jī)物主要是纖維素、有機(jī)酸等難降解大分子物質(zhì)，微藻對(duì)其同化降解能力較低、速度較慢[14]。 柵藻SNN1 對(duì)不同pH 生活污水中氮的去除效果如圖1(b)和(c)所示。 由圖1(b)可知，除pH ＝6.0 的實(shí)驗(yàn)組外，在處理末期，生活污水中的-N 基本可以去除。 由圖1(c)可知，除pH＝6.0 的實(shí)驗(yàn)組外，在實(shí)驗(yàn)?zāi)┢冢渌麑?shí)驗(yàn)組的TN 都能降到較低的水平。 當(dāng)pH ＝9.0時(shí)，TN 由97.25 mg/L降至2.92 mg/L，去除率最高可達(dá)97.00%；當(dāng)pH＝6.0 時(shí)，TN 降至31.62 mg/L，去除率最低僅為67.48%。 這與許海等[15]得出的斜生柵藻適宜在高pH 條件下生長(zhǎng)的結(jié)論相符。 柵藻SNN1 對(duì)不同pH生活污水中P 的去除效果如圖1(d)所示。 經(jīng)過(guò)12 d的處理，在不同pH 的生活污水中柵藻SNN1 對(duì)TP去除率基本都能＞95%。 柵藻SNN1 在較短的時(shí)間內(nèi)能將TP 降到比較低的水平。

圖1 不同初始pH 對(duì)柵藻SNN1 處理生活污水效果影響圖

有研究[15]表明，pH 主要通過(guò)影響藻類(lèi)生長(zhǎng)來(lái)影響脫氮除磷作用，表現(xiàn)在:(1) 藻細(xì)胞只能在適當(dāng)?shù)乃釅A度范圍內(nèi)正常發(fā)育增殖，酸性或堿性過(guò)強(qiáng)均會(huì)對(duì)藻類(lèi)細(xì)胞產(chǎn)生破壞；(2) pH 能干擾碳酸鹽平衡體系與各種形態(tài)的無(wú)機(jī)碳分配關(guān)系，進(jìn)而干擾藻細(xì)胞發(fā)育。 綜上所述，柵藻SNN1 在初始pH ＝9.0 的情況下，對(duì)生活污水中COD、-N、TN 和TP 的去除率均達(dá)到最高。

2.1.2 初始pH 對(duì)柵藻SNN1 生物質(zhì)積累的影響

pH 不僅可通過(guò)引起細(xì)胞膜電荷變化和影響營(yíng)養(yǎng)物離子化程度來(lái)影響微生物對(duì)營(yíng)養(yǎng)物的吸收，而且還影響細(xì)胞中各種酶的活性。 初始pH 對(duì)柵藻SNN1 生物質(zhì)影響如圖2 所示。 低pH 會(huì)對(duì)柵藻SNN1 的生長(zhǎng)產(chǎn)生抑制作用，按柵藻SNN1 的生物量由高到低，各pH 實(shí)驗(yàn)組順序?yàn)?.0 ＞空白對(duì)照組＞8.0＞7.0＞6.0。 空白對(duì)照組的生物量高于pH ＝8.0組，可能是實(shí)驗(yàn)誤差所致。 在pH ＝9.0 時(shí)，最大生物量達(dá)到1.08 g/L。 隨著pH 降低，微藻生物量逐漸下降，當(dāng)pH＝6.0 時(shí)，生物量?jī)H為0.31 g/L，相對(duì)于pH ＝9.0 時(shí)下降了71.3%。

圖2 柵藻SNN1 在不同初始pH 生活污水中的生物量情況圖

不同初始pH 的生活污水中，柵藻SNN1 的油脂生產(chǎn)情況如圖3 所示。 初始pH 為7.0 ～9.0，柵藻SNN1 的油脂比例和油脂產(chǎn)量隨pH 升高而增加，初始pH＝9.0 時(shí)，油脂比例和油脂產(chǎn)量的最大值分別為24.72%和267.00 mg/L。 隨著pH 的降低，油脂產(chǎn)量明顯下降，但在生活污水初始pH ＝6.0 條件下，柵藻SNN1 的油脂最高為33.76%。 這與王秀良等[16]報(bào)道的微綠球藻在pH ＝6.8 的時(shí)候總脂比例與脂肪酸比例最高基本相符。 由此可見(jiàn)，偏酸性條件更有利于柵藻SNN1 油脂的積累，但是由于其生物量不足，油脂產(chǎn)量大大降低，均低于其他實(shí)驗(yàn)組。 因此，確定柵藻SNN1 生產(chǎn)油脂的最適初始pH 為9.0。

圖3 柵藻SNN1 在不同初始pH 生活污水中油脂比例及油脂產(chǎn)量圖

2.2 不同初始接種量對(duì)柵藻SNN1 處理污水及生物質(zhì)積累的影響

2.2.1 不同初始接種量對(duì)柵藻SNN1 處理生活污水的影響

調(diào)節(jié)生活污水初始pH ＝9.0，起始OD680值為0.1、0.2、0.4 和0.6。 不同初始接種量下柵藻SNN1對(duì)生活污水中污染物去除情況如圖4 所示。 圖4(a)為不同初始接種量下柵藻SNN1 對(duì)污水中COD的去除情況。在加大接種量的情況下，能夠增加COD 的去除效率。 在培養(yǎng)初期的4 d 內(nèi)，各個(gè)實(shí)驗(yàn)組污水中的COD 下降速度較快，之后COD 基本趨于平穩(wěn)。 在實(shí)驗(yàn)?zāi)┢?，接種量OD680分別為0.4、0.6的實(shí)驗(yàn)組較其他兩組去除效果好，對(duì)COD 的去除率基本相同，分別為47.70%和47.98%，高于其他兩組。 不同初始接種量下柵藻SNN1 對(duì)污水中-N 的去除情況如圖4(b)所示。 4 個(gè)不同接種量下，-N 隨著培養(yǎng)時(shí)間的增加逐漸下降，在培養(yǎng)6 d 后，最終4 個(gè)實(shí)驗(yàn)組中-N 穩(wěn)定于較低水平。 到實(shí)驗(yàn)后期水中的-N 基本可以去除，去除率均＞95%。 圖4(c)為不同初始接種量下柵藻SNN1 對(duì)生活污水中TN 處理情況。 隨著接種量的提高，柵藻SNN1 對(duì)生活污水中TN 的去除率隨之上升，在初始OD680為0.6的條件下，去除效果最為顯著，從最初的96.48 mg/L下降到2.62 mg/L，去除率為97.29%。 不同初始接種量下柵藻SNN1 去除生活污水中TP 的情況如圖4(d)所示。 與TN 有所不同，生活污水中P 較低，柵藻SNN1 在處理12 d 后，在不同初始接種量下，TP 基本上都有＞95%的去除率。 綜上所述，綜合考慮接種量OD680＝0.6 是柵藻SNN1 處理生活污水的最佳接種量。

圖4 不同初始接種量下柵藻SNN1 對(duì)生活污水中污染物的去除情況圖

2.2.2 不同初始接種量對(duì)柵藻SNN1 生物質(zhì)積累的影響

微藻的初始密度可以改變微藻生長(zhǎng)微環(huán)境(照度、營(yíng)養(yǎng)、空間、脅迫及分泌物積累等[17-18])。 接種密度也是影響微藻生產(chǎn)性培養(yǎng)時(shí)增殖速率和采收生物量的重要因素[19-20]。 對(duì)比初始接種量OD680為0.1、0.2、0.4、0.6 的生物量變化(如圖5 所示)，可以看出接種初期生長(zhǎng)較快，在生長(zhǎng)后期逐步進(jìn)入平穩(wěn)階段。 在初始OD680為0.6 的條件下，柵藻SNN1 的生物質(zhì)產(chǎn)量培養(yǎng)12 d 后達(dá)到最高的1.34 g/L，為各個(gè)實(shí)驗(yàn)組最高。 初始OD680為0.2 和0.4 的實(shí)驗(yàn)組略有優(yōu)勢(shì)，生物量為1.08、1.13 g/L。 而初始接種量為0.1 時(shí)，廢水生長(zhǎng)情況相對(duì)較差，最終生物量為0.98 g/L。 造成這樣的原因是初始OD680為0.6 組的藻液質(zhì)量濃度高，對(duì)生活污水的適應(yīng)性較好，對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收速率高，將污水中的大部分營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)加以利用，因而在前期生長(zhǎng)較快。 在實(shí)驗(yàn)后期，初始OD680為0.6 組的生物量略有下降，原因可能是:藻液質(zhì)量濃度高降低了透光率，在實(shí)驗(yàn)后期影響了柵藻SNN1 的生長(zhǎng)；實(shí)驗(yàn)后期生活污水中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)減少也限制其生長(zhǎng)。

圖5 不同初始接種量下柵藻SNN1 的生物量情況圖

不同初始接種量下，柵藻SNN1 的油脂生產(chǎn)情況如圖6 所示。 柵藻SNN1 的油脂比例和油脂產(chǎn)量隨著初始接種量的提高逐步下降。初始接種量OD680為0.6 時(shí)，藻株油脂比例和油脂產(chǎn)量分別為18.94%、250.33 mg/L。 油脂比例為4 個(gè)實(shí)驗(yàn)組最低，而油脂產(chǎn)量略高于初始OD680為0.4 的實(shí)驗(yàn)組(245.00 mg/L)。 初始接種密度過(guò)大，導(dǎo)致微藻生長(zhǎng)后期營(yíng)養(yǎng)供給不足，進(jìn)入衰亡期，微藻細(xì)胞進(jìn)行內(nèi)源物質(zhì)的消耗，從而導(dǎo)致較低的油脂產(chǎn)量和油脂比例。而初始接種量OD680＝0.1 時(shí)，藻株油脂比例和油脂產(chǎn)量分別為29.54%、291.33 mg/L，均高于其他實(shí)驗(yàn)組。 由此可知，在此初始接種量下，藻種可獲得相當(dāng)?shù)挠椭a(chǎn)量和油脂比例。 因此選擇初始接種量OD680＝0.1 為柵藻SNN1 培養(yǎng)產(chǎn)油的最佳值。

圖6 不同初始接種量下柵藻SNN1 油脂比例及油脂產(chǎn)量圖

綜上所述，柵藻SNN1 處理生活污水和生物量積累的最佳培養(yǎng)條件為生活污水初始pH ＝9.0、初始接種量OD680＝0.6。 生產(chǎn)油脂的最佳培養(yǎng)條件為初始pH＝9.0、初始接種量OD680＝0.1。 培養(yǎng)條件優(yōu)化前后柵藻SNN1 對(duì)生活污水污染物質(zhì)的去除率、生物量積累及產(chǎn)油情況見(jiàn)表1。 經(jīng)過(guò)優(yōu)化培養(yǎng)后，柵藻SNN1 對(duì)生活污水污染物去除率都有一定的提升，其中COD 最為明顯，去除率提高了17.30%，獲得的生物量、油脂比例和油脂產(chǎn)量分別是優(yōu)化前的1.28、1.29 和1.21 倍。 優(yōu)化后對(duì)生活污水水質(zhì)凈化效果和微藻生物質(zhì)積累都有顯著提高。

表1 柵藻SNN1 培養(yǎng)條件優(yōu)化前后生活污水處理及生物質(zhì)積累情況表

3 討論

不同藻株生長(zhǎng)的最適pH 不同，當(dāng)偏離最適pH時(shí)，藻株生長(zhǎng)和體內(nèi)的代謝活動(dòng)會(huì)受到抑制。 pH 的變化會(huì)影響微藻細(xì)胞在光合作用中酶的活性，影響微藻生物量的積累[21]。 KHALIL 等[22]以NaOH/鹽酸溶液控制培養(yǎng)液的pH，研究了不同pH(4、6、7.5、8、9、10、11)對(duì)橢圓形小球藻生長(zhǎng)的影響，表明小球藻可以在較寬的pH 范圍(4 ～10)內(nèi)生長(zhǎng)，在堿性條件下(pH 為9.0 ～10.0)獲得了最大生物質(zhì)產(chǎn)量，在pH 為10 ～11 時(shí)生物質(zhì)產(chǎn)量有所下降。 MARCEKCHORVATOVA 等[23]研究表明，大多數(shù)藻類(lèi)在pH為7～9 的范圍生長(zhǎng)繁殖，最佳pH 為8.2 ～8.7，中性或pH 較低的水會(huì)降低藻類(lèi)的生長(zhǎng)活性。 文章研究表明，隨著生活污水初始pH 的升高，柵藻SNN1 對(duì)生活污水中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)處理效果與自身生物量的積累也逐漸增強(qiáng)。 pH＝9.0 的條件對(duì)生活污水中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的去除效果最好，自身生物量也達(dá)到最大值。 由此可推知，柵藻SNN1 喜好偏堿性環(huán)境，且初始pH為9.0 的條件下更適宜生長(zhǎng)，是微藻處理生活污水的最適pH。

微藻的初始接種量會(huì)影響其在不同時(shí)間內(nèi)的生物量以及對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的去除:初始接種量太低，則初始生長(zhǎng)速率較慢，對(duì)污染物的去除效率降低；接種量過(guò)高，微藻雖可較快進(jìn)入指數(shù)生長(zhǎng)期，但過(guò)多的藻會(huì)讓藻細(xì)胞間相互遮光，光合作用效率降低，影響微藻生長(zhǎng)和葉綠素合成[24]，大規(guī)模培養(yǎng)時(shí)會(huì)造成藻株成本過(guò)高，也不利營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的去除。 蕭銘明[25]研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)接種量為50%時(shí)，在酒精廢水中培養(yǎng)的鈍頂螺旋藻干重平均值最高；而接種量為30%時(shí)葉綠素a平均值最高。 項(xiàng)藎儀[26]的研究表明當(dāng)用小球藻處理市政污水時(shí)，接種OD680為1.2 時(shí)小球藻脫氮除磷的效果較好。 在文章研究中，當(dāng)初始接種量為0.6時(shí)，柵藻SNN1 對(duì)生活污水中COD、TN 去除效果較好，生物量的積累也達(dá)到最高。 因此，接種量為0.6時(shí)，柵藻SNN1 即可有效去除生活污水中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，又能達(dá)到較高生物量的積累。

經(jīng)過(guò)優(yōu)化實(shí)驗(yàn)條件，柵藻SNN1 生產(chǎn)油脂的最佳培養(yǎng)條件為:生活污水初始pH ＝9.0、微藻初始接種量OD680＝9.0。 在此條件下培養(yǎng)12 d，藻株油脂比例和油脂產(chǎn)量分別為29.54%、291.33 mg/L。 油脂比例、油脂產(chǎn)率分別是優(yōu)化前的1.29 和1.21 倍，說(shuō)明柵藻SNN1 具有一定的產(chǎn)油潛力，在后續(xù)實(shí)驗(yàn)中可進(jìn)一步探究。

4 結(jié)論

經(jīng)過(guò)上述研究，得到以下結(jié)論:

(1) 以實(shí)驗(yàn)室前期分離的柵藻Desmodesmussp.SNN1 為目標(biāo)藻株，優(yōu)化其在生活污水中的培養(yǎng)條件，處理生活污水最佳條件為污水初始pH ＝9.0、微藻初始接種量OD680＝0.6。 在此條件下培養(yǎng)12 d后，污水的COD、-N、TN 和TP 的去除率分別為47.98%、99.93%、97.29%和97.13%，最終生物量可達(dá)1.34 g/L。

(2) 微藻生產(chǎn)油脂的最佳培養(yǎng)條件為初始pH ＝9.0，初始接種量OD680＝0.1。 在優(yōu)化條件下培養(yǎng)12 d后， 油脂比例和油脂產(chǎn)量分別為29. 54%、291.33 mg/L。 去除效果與生物質(zhì)產(chǎn)量較未優(yōu)化時(shí)有了進(jìn)一步的提高。