学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

气浮法采收小球藻的研究

作　者: 薛蓉
导　师: 陆向红
学　校: 浙江工业大学
专　业: 化学工程
关键词: 小球藻絮凝气浮动力学采收
分类号: TE667
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 43次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

采收是微藻制备生物柴油过程中的一个重要环节,但微藻个体小,培养密度低,所以采收很困难。传统的采收方法,如沉降、过滤、离心等,由于效率低、能耗高,不宜用于微藻生物柴油的产业化生产。本文使用絮凝法、溶气气浮法以及机械气浮法对小球藻进行采收,考察了实验过程中相关参数对小球藻采收效果的影响,在此基础上研究了气浮法采收小球藻的静力学和动力学理论,建立了气浮法采收小球藻的动力学模型。在絮凝法采收小球藻的实验中,研究了8种絮凝剂：琼脂、聚丙烯酰胺、硫酸锌、明矾、硫酸铝、氢氧化钙、硫酸铁、三氯化铁采收小球藻的效果,并对絮凝采收后培养液的重复使用情况进行考察。研究表明,硫酸铝、氢氧化钙、硫酸铁和三氯化铁的采收效果较好,絮凝时间90min,这四种絮凝剂的用量分别为0.8、0.8、0.5、0.3g/L藻液时,小球藻的采收率分别达到89.7%、91.7%、89.6%和92.3%。絮凝后的培养液按1：10接种小球藻,发现小球藻在硫酸铝和硫酸铁絮凝后的上清液中生长较慢；在氢氧化钙和三氯化铁絮凝后的上清液中生长较快。在溶气气浮法采收小球藻的实验中,考察了十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)的用量、藻液pH、溶气藻液流量、溶气时间以及溶气压力对小球藻采收效果的影响。研究表明：小球藻的采收率随着CTAB用量、pH以及溶气藻液流量的增加都呈现先增大后减小的趋势,分别在CTAB用量为0.04g/L藻液、pH为10、溶气藻液流量为40L/h时,采收率达到最大；随着溶气时间的增加,小球藻的采收率先增大,然后基本保持不变；随着溶气压力的增加,小球藻的采收率先增大然后略微减小,在溶气压力为0.6MPa时,采收率最大。溶气气浮采收小球藻的适宜条件为：CTAB用量为0.04g/L藻液,pH=8,溶气时间25h,溶气压力0.6MPa,溶气水流量40L/h时,采收率达到70.5%。在机械气浮法采收小球藻的实验中,考察了CTAB用量、pH、空气流量、气体分布器孔径、液柱高度以及乙醇的加入对小球藻采收效果的影响。研究表明,增加CTAB用量和液柱高度、减小气体分布器孔径以及添加乙醇均有利于小球藻的采收；pH在3-12范围内变化时,在酸性和碱性区间各存在一个最佳的pH,分别为5和10,对应的小球藻采收率为64.4%和64.8%；空气流量对小球藻的采收率基本没有影响。本文还考察了藻液初始浓度对小球藻采收率的影响,发现在高浓度时采收率较低,低浓度时采收率较高,当藻液初始浓度为2.7×107cells/ml藻液,CTAB用量为0.06g/L藻液,pH=9,空气流量100ml/min,气体分布器孔径在5-15μm时,采收率可达到90%以上。在实验基础上,研究了气浮法采收小球藻的静力学和动力学,建立了气浮法采收小球藻的动力学模型,并将模型计算值和机械气浮实验数据进行了比较,结果显示机械气浮采收小球藻的动力学符合一级反应动力学模型。

全文目录

摘要  4-6
ABSTRACT  6-11
第一章文献综述  11-27
  1.1 生物柴油  11-12
  1.2 微藻生物柴油  12-15
    1.2.1 微藻  12-13
    1.2.2 微藻的培养  13-14
    1.2.3 藻油的提取  14
    1.2.4 藻油制生物柴油  14-15
  1.3 微藻的采收方法  15-24
    1.3.1 化学絮凝法  15-16
    1.3.2 电场絮凝法  16
    1.3.3 预氧化法  16-17
    1.3.4 超声波法  17
    1.3.5 过滤法  17-18
    1.3.6 离心法  18
    1.3.7 气浮法  18-24
  1.4 小球藻  24-25
  1.5 本课题的研究意义及内容  25-27
    1.5.1 研究意义  25-26
    1.5.2 研究内容  26-27
第二章絮凝法采收小球藻  27-35
  2.1 实验药品和仪器  27
  2.2 实验方法  27-29
    2.2.1 藻液培养的实验  27-28
    2.2.2 培养液中藻细胞数的测定  28
    2.2.3 絮凝采收小球藻的实验  28-29
  2.3 结果与讨论  29-33
    2.3.1 絮凝剂的初选  29-31
    2.3.2 絮凝时间对小球藻采收率的影响  31-32
    2.3.3 絮凝剂用量对小球藻采收率的影响  32
    2.3.4 絮凝采收后的上清液循环培养小球藻的考察  32-33
  2.4 小结  33-35
第三章气浮法采收小球藻  35-49
  3.1 溶气气浮法采收小球藻  35-41
    3.1.1 实验材料和仪器装置  35
    3.1.2 实验方法  35-36
    3.1.3 结果与讨论  36-41
    3.1.4 溶气气浮法小结  41
  3.2 机械气浮法采收小球藻  41-48
    3.2.1 实验材料和仪器装置  41-42
    3.2.2 实验方法  42
    3.2.3 结果与讨论  42-48
    3.2.4 机械气浮法小结  48
  3.3 小结  48-49
第四章小球藻气浮采收的理论探究  49-67
  4.1 微气泡与藻细胞吸附作用的形成机理  49-51
    4.1.1 气泡的形成  49
    4.1.2 气泡对藻细胞的吸附  49-51
  4.2 静力学理论  51-57
    4.2.1 吸附方程  51-52
    4.2.2 泡压法测气泡表面张力  52-53
    4.2.3 平衡吸附量  53-57
  4.3 动力学理论  57-65
    4.3.1 动力学方程  57-58
    4.3.2 机械气浮过程中pH的影响  58-59
    4.3.3 CTAB用量对k值的影响  59-60
    4.3.4 空气流量对k值的影响  60-62
    4.3.5 气体分布器孔径对k值的影响  62-63
    4.3.6 乙醇的加入对k值的影响  63-65
  4.4 小结  65-67
第五章结论与展望  67-69
  5.1 主要结论  67-68
  5.2 今后工作建议  68-69
参考文献  69-73
附件一采收照片  73-75
  1.1 加表面活性剂的效果图  73
  1.2 溶气气浮法效果图  73-74
  1.3 机械气浮效果图  74-75
致谢  75-76
攻读硕士学位期间发表的论文  76

气浮法采收小球藻的研究

内容摘要

全文目录

相似论文