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富含油脂的微藻,作为可替代化石燃料的第三代生物质能源,其生长阶段需要大量的碳源、氮源与磷源,这使得微藻在培养阶段生产成本过高。尽管利用废水培养微藻的研究已逐渐得到学术界的重视,但以污水厂剩余污泥厌氧发酵液培养微藻的研究甚少。本文通过探索几种有效的处理方式,充分释放污泥中的氮磷、有机物,研究污泥厌氧发酵液培养小球藻的可行性。微藻生物量、油脂含量的积累与其对污染物质的去除同样具有重要的研究价值。本文研究了温度、初始pH、光照周期等关键因素对小球藻在发酵液中生物量、油脂积累的影响,并详细探索了其污染物质去除能力的变化,以期达到小球藻培养与污染物质去除的双重目的,在实现剩余污泥的资源化利用的同时将副产物对环境的影响降至最低。(1)通过对比几种有利于污泥破解、促进污泥厌氧发酵的预处理方式,探索出合理的处理方式,将污泥中富含的氮磷、有机物最大化的释放,并研究最佳的产酸效果。本实验中,碱超声厌氧发酵使污泥中的污染物质最大释放,产酸效果最好。经碱超声预处理后的剩余污泥在厌氧发酵第5天达到最佳营养物质溶出量,达到最佳的产酸效果。(2)将发酵液稀释成不同的倍数,排除发酵液中COD与氨氮过高对小球藻培养的制约后,使营养物质被小球藻最大化的利用,并探索出混养模式下小球藻生物量积累较好,异养模式下小球藻仍能保持较高污染物质去除能力的特点。实验发现,发酵液稀释5倍,混养条件下,小球藻生物量达到最高,并且对有机物、氮磷的利用情况最好,成功实现了污泥厌氧发酵液培养产油小球藻的可能。(3)研究了多个环境因子对小球藻去除发酵液中污染物质的影响:在初始pH的影响实验中发现,初始pH=10时SCOD的去除能力达到最大,而pH=6时对氨氮与TP的去除率最高,分别为94.70%与91%。光照周期的影响实验表明,光照周期为24:0时,SCOD、氨氮与TP的去除率最大,分别为82.37%、96.09%与92.58%。而温度影响实验得出,T=25℃时,小球藻对污泥厌氧发酵液中污染物质去除能力最高,对SCOD、氨氮、TP去除率分别为80.56%、94.12%、92.10%。(4)为了进一步获得小球藻的生物质能源,实验同样研究了环境因子对小球藻生物量、油脂积累的影响。实验发现:与其他单因素实验相比,初始pH=6、光照周期为12:12、25℃培养温度三种环境条件下,小球藻在发酵液中的生物量积累最高,生物量可以达到0.42g/L以上。初始pH=8、光照周期为18:6、T=35℃,藻细胞含油率最高,但在光照周期为12:12,初始pH=6,T=25℃的情况下,培养系统中油脂相对总含量最高,其值分别为0.1068g/L、0.1075 g/L、0.1078g/L。