摘要
随着社会发展和人口增长，规模化、集约化的养殖业发展已成趋势，畜禽粪便集中通过厌氧消化生产清洁能源生物气。然而，厌氧消化液含有大量氮磷和有机物残留，随意排放威胁环境。微藻是新兴的高价值生物质产品，其培养具有生长周期短、营养利用效率高、占地面积少等优势。目前微藻生产的高成本，特别是水资源和化学肥料的大量消耗，是制约其产业化发展的主要原因之一。近年来，利用厌氧消化废水养殖微藻受到关注。一方面，废水资源化利用实现污染物的有效处置;另一方面，微藻的培养成本得到有效控制。本研究以资源化和环境保护为出发点，旨在通过小球藻循环厌氧消化废水中氮元素等资源，其次考察小球藻处理高强度高氨氮厌氧消化液的潜力。 实验研究了小球藻对厌氧消化废水的适应性，进一步研究种子氮饥饿方法，即过度补偿策略用于提高生物量的生产和营养物去除。在1∶7稀释的厌氧消化液中，藻生物量最高为1.33gL-1，氨氮去除率为66％。对种子进行缺氮刺激48h，生物量提高1.7倍达到2.56gL-1，氨氮和总磷的去除率分别达到99％和97％。同时，种子饥饿组在培养中后期表现出较高的光合活性。此外，所收获的生物质包含39％的碳水化合物，脂质中多不饱和脂肪酸比例高达66％。这些结果表明，过度补偿策略有助于在微藻消化液处理系统中去除更多的氮和高价值生物质产品的生产。 实验考察小球藻处理未稀释的高氨氮厌氧消化废水的可行性，通过氨氮驯化和氮饥饿策略激发其潜力。批次培养时，不同种子策略的氮磷初始去除速率具有显著差异。普通种子和驯化种子分别在第二天达到最高氮去除速率，165mgL-1d-1和198mgL-1d-1，而驯化氮饥饿种子由于前期细胞活性太低，在第四天达到峰值183.1mgL-1d-1。对于磷的去除，最初三天的总磷平均去除速率最高的是驯化组，其次是驯化+氮饥饿组和对照组，分别是14.4、13.5和13.0mgL-1d-1。可见，氨氮驯化和氮饥饿策略可加快初期微藻对废水氮磷的利用速率。培养结束时驯化氮饥饿组和对照组的生物质产量分别为4.68gL-1和4.89gL-1。半连续培养模式下，稳定期时驯化+氮饥饿组生物质产量最高达到4.53gL-1，但对照组、驯化组和驯化+氮饥饿组的氮磷元素质量平衡分析无显著性差异(P＞0.05)。细菌群落的结果表明驯化和氮饥饿策略使微生物群落多样增加，而培养结束时多样性减少。另外，有利于废水处理和微藻生长的变形菌门丰度增加到89-95%。说明环境中形成了稳定的和具有特定功能基础的藻-菌联合废水处理体系。
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