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小球藻属(Chlorella)是一大类单细胞绿藻,营养方式多样,生长速度快,环境耐受能力强,能利用废水中的碳、氮、磷繁殖并净化水质;酵母(Yeast)有600多种,其中一些种类能有效去除废水中的有机物,生长速度快,培养周期更短。将小球藻和酵母混合培养用于废水处理,能充分利用两种微生物的优势,同时收获具有综合利用价值的微生物生物质,是一种经济、环保、可持续的废水处理方式。酵母发酵废水是一种有机负荷高、色度高、可生化降解性低的工业废水,量大、难处理,严重制约了酵母行业的清洁生产。本文先通过蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidosa)的混养培养优化,实现了快速扩种;随后在户外管道光生物反应器中实现了蛋白核小球藻的扩大培养;通过研究了废水中蛋白核小球藻和粘红酵母(Rhodotorula glutinis)的生长特性及水质净化效果,评估了活性炭预处理废水的可操作性,在室外管道光生物反应器中混合培养蛋白核小球藻和粘红酵母,进行了废水处理研究,建立了这类废水的有效处理方法。主要研究结果如下:1.葡萄糖和硝酸钠均能显著促进蛋白核小球藻的生长。在盐度15‰、葡萄糖30 g/L、硝酸钠浓度3.75 g/L时,培养5天即可获得最大生物量14.32 g/L。硝酸钠浓度为5.00 g/L时,细胞内蛋白质、总叶绿素和总类胡萝卜素含量均达到最高,分别为细胞干重的40.38%、3.79%和1.06%。甘油可以促进小球藻的生长及细胞内脂肪酸积累,但效率比葡萄糖低很多。醋酸、醋酸钠和2%CO2均能促进小球藻生物量增长,但添加醋酸和醋酸钠时,细胞内总脂肪酸和色素含量明显降低。以2%CO2为碳源,在盐度15‰、硝酸钠浓度3.75 g/L下培养8天,生物量可达到3.38 g/L,远大于自养培养,同时细胞内总脂肪酸和色素含量也均显著高于自养对照组。2.蛋白核小球藻在夏季较强光照条件下能旺盛生长,户外培养的最适温度为33℃,高于室内摇瓶培养。以碳酸氢铵为碳源,通过补料,小球藻最大生物量可达1.00 g/L,比补料前提高了1.98倍,细胞内叶绿素和总类胡萝卜素含量可分别高达5.09%和1.32%。在秋季通过补加尿素,可获得1.25 g/L的最大生物量,细胞内叶绿素、总类胡萝卜和蛋白质的最高含量分别为4.69%、1.04%和55.32%。3.通过对比蛋白核小球藻在原废水、纳滤出水和超滤出水中的生长,发现原酵母废水更适合小球藻的生长和水质净化。在原废水中添加甘油能够显著促进蛋白核小球藻的生长(p<0.05),甘油浓度为15 g/L时,废水净化效果最好,培养6天,总COD、TN、TP去除率可分别达到57.51%、52.18%和91.37%。与单独培养相比,蛋白核小球藻和粘红酵母混合培养能够获得更高的生物量和更好的废水净化效果,粘红酵母和蛋白核小球藻接种比例为1:3时,废水COD、TN、TP和NH3-N去除率分别为57.33%、55.44%、88.99和75.13%。进一步添加20 g/L甘油进行混合培养,可获得最大生物量浓度8.0 g/L和平均比生长速率0.37 d-1,分别为不添加甘油的1.68倍和1.19倍,废水中COD、TN、TP和NH3-N的去除率可分别达到69.29%、59.08%、96.20%和71.43%。4.200目活性炭粉T-80在最佳剂量3.0%(w/v)、初始pH 3.00下,对酵母废水COD、TN、NH3-N去除率和废水脱色率可分别达到55.69%、39.44%、37.80%和98.12%;活性炭处理后废水中PO43-含量明显增加,更适合小球藻和酵母的生长。放大预处理时,由于活性炭去除困难,处理效率低,不适合大规模废水预处理。5.以砂滤、颗粒活性炭过滤、超滤三级预处理酵母废水为培养基,在室外700 L管道光生物反应器中混合培养蛋白核小球藻和粘红酵母,经逐级放大培养,全过程废水COD、NH3-N、TN和BOD5的总去除率可分别达到80.98%、78.54%、83.21%和87.76%。采用先酵母后微藻-酵母共培养的两步法,在室外1300 L管道光生物反应器中进行蛋白核小球藻和粘红酵母的逐级放大混合培养,全过程废水中COD、NH3-N和TN的总去除率可分别达到81.57%、67.27%和76.94%。在不同体积光生物反应器中,废水TP和PO43-的去除率均可达到100%。