微藻生物反应器的研究进展

微藻生物反应器的研究进展作者：孟春晓，高政权，MENGChun-xiao，GAOZheng-quan作者单位：山东理工大学生命科学学院,山东,淄博,255049刊名：水利渔业英文刊名：RESERVOIRFISHERIES年，卷(期)：2007，27(5)被引用次数：0次参考文献(16条)1.李峭菊微藻在食品、化工及能源方面的应用1996(05)2.张建民.刘新宁可利用微藻的种类及其应用前景[期刊论文]-资源开发与市场2005(01)3.刘晶璘.张嗣良封闭式光生物反应器研究进展[期刊论文]-生物工程学报2000(02)4.吴忠兴.庄惠如.陈坚利用微藻培养生产DHA的研究进[期刊论文]-江西农业大学学报(自然科学版)2002(05)5.温少红海洋微生物DHA研究概况[期刊论文]-中国海洋药物2002(01)6.胡爱军.丘泰球.梁汉华利用海藻生产EPA和DHA[期刊论文]-中国油脂2001(04)7.古绍彬.虞龙.向砥利用海洋微藻生产DHA和EPA的研究现状及前景[期刊论文]-中国水产科学2001(03)8.王长海.鞠宝.董言梓光生物反应器及其研究进展1998(06)9.GrimaEM.SanchezJA.GarciaDOutdoorcultureofIsochrysisgalbanaALII-4inaclosedtubularphotobioreactor1994(02)10.康瑞娟.蔡昭铃.施定基用于微藻培养的气升式光生物反应器[期刊论文]-化学反应工程与工艺2001(01)11.PirtSJ.LeeYK.WalachMAtubularbioreactorforphotosyntheticproductionofbiomassfromcarbondioxide:Designandperformance198312.孙卫明.麦康森.孙世春气升式管状生物光反应器的设计与培养条件优化[期刊论文]-齐鲁渔业2001(03)13.张栩.戢涌骋.周百成气升式藻类光生物反应器的应用研究[期刊论文]-海洋科学2000(05)14.许波.王长海微藻的平板式光生物反应器高密度培养[期刊论文]-食品与发酵工业2002(01)15.王义琴.尹良宏.王鹏小球藻的分子生物学研究进展[期刊论文]-遗传2004(03)16.孙勇如小球藻--新型的生物反应器2004(10)相似文献(10条)1.学位论文马冬冬基于微藻的光-膜组合式生物反应器处理海水养殖业废水2005近年来，海水养殖业的迅猛发展给我国近岸海域环境带来了严重的负面影响。由于海水养殖业废水排放标准尚未颁布，养殖废水大多未经处理而直接排入海中。海水养殖业废水具有排放量大、氮磷营养盐丰富的特点，直接排放极易造成海域富营养化。目前，尚没有成熟的处理技术能高效去除海水养殖业废水中氮磷营养盐。本研究在综述国内外海水养殖业废水处理技术现状的基础上，提出利用海洋微藻吸收营养盐以达到净化养殖业废水的目的。在温度为25～28℃时，比较了亚心形扁藻(Platymonassubcordiformis)、青岛大扁藻(PlatymonashelgolandicaVar.tsingtaoensisTsengetT.J.Chang)、盐藻(Dunaliellasp.)、微绿球藻(NannochloropsisOculata)、小球藻(ChlorellaMarine)、三角褐指藻(PhaeodactylumTricornutum)、新月菱形藻(NitzschiaClosterium)、牟氏角毛藻(ChaetocerosMuelleri)、中肋骨条藻(Skeletonemacostatum)、等鞭金藻3011(IsochrysisgalbanaParke)、湛江等鞭藻(Isochrysiszhanjiangnsis)、绿色巴夫藻(Pavlovaviridis)等12种常见微藻在人工配制的海水养殖业废水中的生长情况及其对4种营养盐的吸收能力。研究发现：除了新月菱形藻和三角褐指藻因对温度不适应而大量死亡外，其余10种微藻的细胞密度在6d培养期间都有不同程度的增长。对废水中PO43--P去除率最高的5种微藻依次为：亚心形扁藻、小球藻、牟氏角毛藻、绿色巴夫藻、湛江等鞭藻；对废水中NH4+-N去除率最高的5种微藻依次为：亚心形扁藻、青岛大扁藻、牟氏角毛藻、等鞭金藻、小球藻。由于海水养殖业废水中的营养盐以无机磷(PO43--P)和氨氮(NH4+-N)为主，为了能够同时有效地去除这两种污染物，设计基于微藻的废水处理工艺时，应选择亚心形扁藻、小球藻或牟氏角毛藻作为材料。同时发现，微藻对三种不同形态无机氮的吸收具有选择性，其中NH4+-N的吸收程度最大，这对于以去除氨氮为主要目标的养殖业废水净化十分有利。微藻生长过程中吸收CO2会引起水环境的pH值升高而抑制其自身生长。因此，将微藻实际应用于废水处理时应注意补充CO2，控制pH值在最适范围，以保证废水净化效果的稳定。将亚心形扁藻引入生物反应器处理工艺中，构建了一台光—膜组合式生物反应器，主要由反应器主体、循环系统、光照系统、控温装置、CO2供料系统、膜分离系统、pH值监测装置等单元组成。通过研究光在藻液中的衰减规律以及入射光强与平均光强的关系，确定反应器中适于微藻生长的最适入射光强为267μE·(M2·S)-1。通气量为80L·h-1时，可以保证反应器内液体混合均匀。在CO2的混合比为1％的情况下，可获得并保持高密度的微藻生物量(藻密度达到2.51×107cells·ml-1，单位体积细胞干重为5.25g·L-1)。反应器中的聚砜中空纤维超滤膜组件具有良好的分离性能。膜分离系统最佳运行参数：浓水流量50L·h-1，透水率降幅为8％时进行清洗。在上述最佳工艺条件下，以南美白对虾(PenausVannamei)养殖废水(无机氮平均浓度1.24mg·L-1，无机磷平均浓度0.558mg·L-1)为处理对象，研究了光—膜组合式生物反应器对废水中氮磷营养盐的去除效果。对于间歇运行方式，废水处理2h后，无机氮和无机磷的去除率分别达到85.0％和96.3％，出水的无机氮浓度为0.16mg·L-1，无机磷浓度为0.0218mg·L-1，分别达到《海水水质标准》Ⅰ类(0.15mg·L-1)和Ⅱ类(0.030mg·L-1)水质要求。根据反应器间歇式运行的处理效果，确定连续运行方式的HRT为2h(日处理能力为120L/d)。在反应器连续运行期间，废水中无机氮和无机磷的去除率分别达到83.0％和95.8％，出水的无机氮浓度为0.21mg·L-1，无机磷浓度为0.0213mg·L-1，均达到《海水水质标准》Ⅱ类水质要求。两种运行方式对氮磷营养盐的去除能力差别不大，处理前后废水pH值变化亦不大，说明间歇式和连续式处理工艺用于处理海水养殖业废水都可取得较好的效果，对于实现海水养殖业废水的循环利用具有重要意义。2.期刊论文刘红涛.鲁照明.侯桂琴.李慎柯.王建民.薛乐勋.LIUHongtao.LUZhaoming.HOUGuiqin.LIShenke.WANGJianmin.XUELexun转基因微藻作为新型生物反应器的研究进展-海洋通报2006,25(1)转基因微藻作为生物反应器生产生物活性物质已成为基因工程研究的热点之一.目前以转基因微藻作为生物反应器的技术并不十分成熟,然而许多科研人员及生物医药公司将微藻作为新型生物反应器生产有用的外源蛋白.本文对微藻生物反应器构建中的有效核转化方法的建立、转基因微藻中所用的启动子、筛选标记、稳定表达等问题进行了综述,同时介绍了目前转化成功的以及未来可能转化成功的有潜在应用价值的微藻.3.期刊论文郑洪立.张齐.马小琛.纪晓俊.金平.黄和.ZHENGHong-li.ZHANGQi.MAXiao-chen.JIXiao-jun.JINPing.HUANGHe产生物柴油微藻培养研究进展-中国生物工程杂志2009,29(3)石油的大量使用会导致能源枯竭和温室气体(CO2)排放的增加.为了实现经济和环境的和谐发展,必须使用可再生能源代替石油.可再生能源使用后不会造成温室气体排放的增加.生物柴油是一种理想的可再生能源,能满足以上要求,所以近年来得到迅速发展.微藻是一种主要利用太阳能固定CO2,生成制备生物柴油所需油脂的藻类.因此以微藻油脂为原料转化成的生物柴油是石油理想的替代品.简要介绍了产油微藻的种类和微藻油脂的合成,较详细地阐述了微藻自养培养、异养培养、生物反应器、工程微藻的最新研究进展,并初步展望了微藻产油研究的未来发展方向.4.期刊论文杜旭东.王明华.邹玲藻类光合生物反应器-烟台教育学院学报2003,9(1)藻类光合生物反应器有两种类型,一类是开放式,一类是封闭式.开放式光合生物反应器以开放式跑道池为主,它从上世纪60-70年代开始被美国、以色列等国家应用于工业污水的处理;70-80年代在中国、美国、日本等国应用于保健品的生产.封闭式光合生物反应器的种类很多,有管状、板状、筒状等.封闭式光合生物反应器的研究开发,应用于大型海藻养殖产业,将为大型海藻的细胞工程育苗技术的研究和产业化提供必备的条件;应用于微藻产业,使微藻大规模培养、微藻生物活性物质的开发与生产、生物再利用能源的研究与生产、生物单细胞蛋白的生产、海洋生物制药、生物天然食品色素的开发利用得以广泛进行.5.会议论文裴鲁青.徐善良.骆其君.陈烨.徐志标第四节新型联体式微藻连续培养光生物反应器和动物型生物反应器的设计与研制本文成功地设计开发了新型“联体式微藻连续培养光生物反应器”和“动物型生物反应器”，并在几年的科研和生产中得到实际应用，节能增效显著，推广前景广阔。6.学位论文刘海基于485网络的嵌入式光生物反应器系统的研究与实现2007随着传感器技术和计算机技术的发展，现代光生物反应器已是集生物技术、空气动力学技术、制造技术、计算机技术和传感器技术等各门学科为一体的边缘学科，其功能愈来愈趋向于多样化，控制也愈来愈趋向于自动化和智能化。饵料微藻的大规模工厂化养殖，需要使上百台光生物反应器控制系统能够同时协调进行高密度培养，并且根据任务量来具体安排各个光生物反应的工作模式和培养指标和量产值，本文基于集散理论建立了整个系统的体系结构。整个系统分为三个层次：最低层是现场检测控制系统，第二层是网络层，最高层是管理层。文章第三章讨论了现场检测控制系统中的一些关键技术以及对主要环境参数监测控制建模方法进行了研究。首先，从系统物理过程的详细分析入手，提出一种实用而且简便有效的面向控制的建模方法，从而为控制服务。其次，本文提出了一种基于模糊神经网络模型的pH检测控制算法，并且通过试验证明这种方法基本上能够克服pH过程的纯滞后一阶惯性的影响，在测量精度要求比较高的情况下，能够有效地完成控制任务。再次，设计了一种基于AD590的多点温度测控系统，其中研究了从硬件上对温度传感器AD590进行线型化处理、从软件上对AD590进行温度标定以及采用PID算法控制温度等，并成功解决了本项目的现场环境测温精度及温度控制问题。最后，通过大量的实验取得了光照强度与微藻生长速率之间关系的实验参数，并提出了用于光照检测的“多点光源单点检测”算法，成功实现了微藻培养过程中的光照控制。文章比较几种常用的工业总线方式并结合微藻大规模工厂化培养过程中现场检测控制设备多而分散与集中管理需求的实际特点，最终采用了485总线方式构建多光生物反应器集散控制系统结构，使得系统具有良好的可靠性和扩展性。最后，文章详细研究了管理中心的一些关键技术，如数据融合技术、GPRS通讯技术、移动数据库技术等。其中通过对多组样本数据进行实验分析，结果证明采用模糊积分来融合多源数据并配上专家知识推理，能够实时调整可控运行参数的值，从而显著提高了系统的智能度。总之，整个系统采用“控制分散，数据集中，管理集中”的思想，结构上具有较强的分散功能，各个局部系统都能独立工作，各个局部系统之间的信息通过RS-485总线进行通信；在控制系统的功能上，表现出递阶控制的设计思想。7.期刊论文刘玉环.阮榕生.孔庆学.刘成梅.