单胞藻简介及其在废水处理中的应用

单胞藻简介及其在污水处理中的应用第一代生物质能源——粮食作物第二代生物质能源——非粮食作物（纤维素类）第三代生物质能源——藻类“藻时代”即将到来！

特点

1.光合效率高，CO2固定能力强地球上每年通过光合作用固定CO2约8X1010吨，其中，

微藻固定的CO2量大于40%。

每生产1kg单胞藻生物质，可固定1.8kgCO2。

单胞藻通过光合作用生产的有机碳约为地球上全部

植物生产总有机碳的7倍。2.细胞繁殖速度快，生物质倍增时间短繁殖方式简单，一般为分裂生殖或孢子生殖。

细胞生长速度快、细胞周期短，生物质倍增时间一

般小于24小时，繁殖速度比高等植物快40倍。

特点

3.细胞营养丰富，细胞壁结构简单富含蛋白质、多糖、色素及油脂。

蛋白核小球藻、螺旋藻等蛋白含量占生物质干重的50%-70%。自养生长条件下，油脂含量占生物质干重的10%-20%，

通过多种代谢调控手段，可提高到50%-60%。

特点

4.不与人争水，不与粮食争地可利用有机废水、海水、碱性水等为培养水源。

分布范围广，海洋、湖泊、滩涂、盐碱地等均可生长。

特点

分类

绿藻门硅藻门裸藻门轮藻门金藻门黄藻门红藻门甲藻门蓝藻门

分类

绿藻门硅藻门裸藻门轮藻门金藻门黄藻门红藻门甲藻门蓝藻门小球藻约90%生活在淡水中，在淡水中分布广泛，墙壁上，岩石上，树干上甚至冰雪上都有。有性生殖很普遍，生活史中可产生有鞭毛的游动细胞。富含叶绿素a和b；和β胡萝卜素及几种叶黄素。光合作用产物为淀粉。可寄生在动物体内或与真菌共生成地衣。

分类

绿藻门硅藻门裸藻门轮藻门金藻门黄藻门红藻门甲藻门蓝藻门盘星藻月牙藻栅藻

分类

绿藻门硅藻门裸藻门轮藻门金藻门黄藻门红藻门甲藻门蓝藻门直链硅藻周形硅藻细胞壁富含硅质，死后遗留的细胞壁沉积成硅藻土，可作耐火、绝热、填充、磨光等材料。

分布广泛，几乎在所有水体中都能生长。浮游硅藻是海洋中的主要的初级生产力。

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绿藻门硅藻门裸藻门轮藻门金藻门黄藻门红藻门甲藻门蓝藻门囊裸藻扁裸藻绝大部分为无细胞壁，有鞭毛，能自由游动的单细胞植物。细胞纵裂方式生殖。绝大部分生活在淡水中，特别是在有机质丰富的水中，生长良好，是水质污染的指示植物。

应用

1.医药工业天然β-胡萝卜素具有抑制肿瘤、萎缩性胃炎、口腔溃疡、

皮肤疾病等功效；不饱和脂肪酸（DHA、RHA）在婴儿食品和保健品中的

使用都深受人们的欢迎2.食品工业高蛋白含量的小球藻、螺旋藻、杜氏盐藻等以粉剂、丸

剂、提取物等形式投放保健品市场或用作食品添加剂。

应用

3.动物饲料单胞藻蛋白质含量较高，所含核酸超过常规饲料和食品，

人工培养用做浮游动物的饵料，成功地用在饲养鱼类或

作动物性浮游生物(如红虫、牡蛎等)。

应用

4.净化环境单胞藻生长能脱氮除磷、吸收难降解有机物、及Co、Mn、Hg等重金属离子。微藻还能吸收一定浓度NOx,SOx,H2S，

在挪威、日本早已开始研究培养微藻进行环境保护。高效藻塘

应用

5.生物能源单胞藻油脂含量高，干细胞中油脂含量可达70%，是合成

生物柴油的最佳原料。

应用

废水处理

传统污水处理方法氮铵氮吹脱、硝化反硝化最后生成N2等方式去除，造成氮元素的大量流失。磷成本高！二次污染！不能物尽其用！加入一定量的化学药剂结合磷酸盐生成难溶性沉淀，P元素沉积在污泥中，最后随污泥一起被填埋或制成污泥堆肥废水处理

吸收水中废物转化为自身生物质不会造成二次污染Pittman等人[2011]对生产藻类生物燃料的潜能进行了评价，分析认为如果不使用废水做为培养基，以现有技术培养微藻生产生物燃料在经济上是不可行的，或者是不会有产能收益。Lundquist等人[2010]分析了几种不同类型、与生产生物燃料相结合的污水处理系统，推断到只有以污水处理为重点，才能够生产出具有价格竞争力的生物燃料。单胞藻处理废水环境友好型！废水处理

去除机理碳无机碳有机碳有机碳有机碳氮无机氮有机氮同化作用自养生长异样生长废水处理

去除机理磷无机磷有机磷其他磷酸化叶绿素a废水处理

养殖废水氮磷浓度高，氮磷比为2-8一般作为有机肥用于农作物生产过高的氨氮浓度会抑制微藻的生长，所以一般需要对其进行适当稀释或脱氨等预处理。早在1957年，Oswald等就建议将微型藻类用来作为一种取代污水处理中的活性污泥的生物系统。此后建立在人工模式水体藻菌共生自净原理基础上的氧化塘技术得到广泛的应用和发展。近几年在美国出现了以藻类为主体的生物除磷方法—水力藻类床(ATS，AlgaeTurfScrubber)。水力藻类床是在二级处理出水后增加的深度处理工艺，尤其对磷有很高的去除率。废水处理

工业废水体积庞大，重金属含量高，氮磷含量低。筛选能够耐受重金属同时对其又具有吸附特性的藻种是使用微藻处理工业废水的关键。Lim等人[2010]研究了在高效藻类塘中使用普通小球藻(Chlorellavulgaris)对印染废水进行生物修复的可行性。结果发现，经过12天的生物修复，废水中的NH4+-N、TP、COD浓度分别下降了44.4%、33.1%、38.3%。贾旋等[2010]通过向化肥厂废水中添加一定量的磷酸盐和葡萄糖培养小球藻USTB-01，结果发现外源磷源、碳源的添加可以明显促进微藻对废水中TN的去除；经过4d的培养，微藻生物量增长了7倍，TN去除率达到93%，经过处理后的废水满足排放标准。废水处理

市政污水体积庞大，富含氮磷等营养元素，有毒有害物质含量低。Pittman[2011]使用生活污水初级出水培养普通小球藻(Chlorellavulgaris)，结果表明小球藻生长良好，并且对污水中N、P的去除率分别可达90%和80%。Li等人[LiX.etal.,2010]从城市生活