沼液养殖钝顶螺旋藻的中试研究

在室外中试规模的跑道池中,使用混凝沉淀处理后的沼液养殖高耐污钝顶螺旋藻,研究了螺旋藻的生长情况以及沼液中氮磷的去除情况,计算了沼液中氮磷向螺旋藻体的转化效率.在此基础上,结合小试研究,分析总结了使用沼液室外规模化养殖螺旋藻过程中存在的问题和对策.以12 d为一个培养周期,总共进行了6批次培养试验,其中3批次培养的螺旋藻浓度能够达到采收要求(D560>0.8);而另外3批次未能收获螺旋藻.成功的3个养殖批次中,螺旋藻采收后沼液中COD、氨氮、总氮、总磷分别减少了28.6%~48.5%、30.4%~48.5%、41.8%~48.6%、14.3%~94.5%;其中去除的总氮和总磷向螺旋藻细胞的转化率分别为12.1%~98.5%和21.2%~83.7%.沼液中的高浓度氨氮以及残存虫卵孵化产生的虫害是导致另外3批次培养螺旋藻生长缓慢的主要因素,使用生物处理技术降低沼液中氨氮含量、使用膜过滤技术去除沼液中虫卵对于稳定获得高产率的螺旋藻非常必要.     

钝顶螺旋藻处理氨氮废水的研究

螺旋藻是一种营养丰富的新型保健食品，利用含氮废水为培养基，研究螺旋藻以NH4－N的处理效率，着重探讨利用生活污水培养螺旋藻的可行性，及其对生活污水的处理效果。研究证明，在NH4－N浓度小于40.0mg/L时，其对NH4－N的去除率最大，可达93％左右。在体积百分比生活污水为80％时，添加NaHCO38mg/L，对NH4－N的去除率达91.8%。同时对螺旋藻化学组分及含铁、锌、锰、铜、硒进行分析，生活污水培养螺旋藻，其所含有机物和氮源，可供螺旋藻生长繁殖，使废水资源化，并减少环境污染；藻粉可作为饲料添加剂，是使废水变为蛋白源的有效途径。     

红色粘土对模拟及畜禽养殖废水中磷的去除

为加强水污染控制及提高红色粘土的资源开发与利用,研究了3种红色粘土对模拟废水及畜禽养殖废水中磷的净化性能,并探讨了其吸附机理,继而分析了红色粘土在处理实际畜禽养殖废水中应用的可行性.结果显示,3种红色粘土对35mg.L-1模拟含磷废水中磷的去除率皆达到90%,对50mg.L-1模拟含磷废水中磷的去除率皆达到85%,均显著优于活性炭,其中R-3处理效果最佳.红色粘土中的氧化铁铝易与磷结合成铁磷、铝磷,且颗粒组成越小越有利于其对磷的吸附净化.经R-3和R-2处理含磷浓度为29.3mg.L-1的畜禽养殖废水,总磷浓度达到我国相应排放标准,而处理含磷浓度为93.7mg.L-1的畜禽养殖废水时,经R-2和R-3二次处理后可达到排放标准.综合分析表明,红色粘土可作为废水中磷的净化材料,尤其在处理畜禽养殖废水磷的方面具有良好的应用前景.     

永胜程海螺旋藻养殖废水对农田土壤的影响分析

程海螺旋藻养殖废水拟在对其COD、pH、SS进行初级处理后，抽入黄泥田水库稀释，降低其含盐量后用于农灌，分析研究证明，只要可溶性盐量控制在1000PPm以下，就不会对农田造成大的影响。     

利用废水养殖螺旋藻

综述了国内外利用废水养殖螺旋藻的研究现状，并展望其应用和研究前景。     

光合细菌和螺旋藻对啤酒废水的净化与利用研究

应用ＰＳＢ将啤酒废水中的有机质降解处理为无机质，用甲壳絮凝沉降除去ＰＳＢ后加入螺旋藻进行培养。小型动态模拟实验结果表明ＰＳＢ和螺旋藻不仅能高效地净化啤酒废水。     

生态碳纤维填料用于集约型水产养殖废水处理

随着水产养殖逐步从粗放型向集约型养殖发展,水产养殖废水对水环境污染日益加剧。为实现废水循环利用,采用生态碳纤维材料作为接触氧化池内填料处理集约型水产养殖废水,进行中试研究。通过改变曝气强度和水力停留时间(HRT)参数,确定对接触氧化池处理效果及运行特性的影响。试验结果表明:生态碳纤维填料具有易挂膜的优点,接触氧化池内用实际水产养殖废水接种活性污泥,24 h后填料表面附有棕褐色的生物膜,池内水体清澈透明。曝气强度和HRT是影响接触氧化池处理效果的重要因素。在DO为3 mg/L,pH在7~8.5左右,HRT为10 h时,COD、NH4+-N、TP、浊度去除率分别为80%、60%、30%和80%左右。NO2--N、NO3-N浓度分别低于0.1 mg/L和0.5 mg/L,经过接触氧化池处理后的水进入消毒池,出水用于养鱼实现废水循环利用。     

螺旋藻对稀土铒离子的吸附特性研究

以螺旋藻为吸附剂,对模拟矿山废水中的稀土Er³⁺进行吸附特性研究.研究了被处理液的pH值、螺旋藻的剂量、初始Er³⁺浓度和吸附时间等因素对吸附过程的影响.通过Freundlich,Langmuir,Redlich-Peterson和Dubinin-Radushkevich等温吸附模型,以及伪一级、伪二级、Elovich方程和颗粒内扩散动力学模型,对该过程的吸附动力学和热力学规律进行探讨,以了解该吸附过程的机理.吸附结果显示：当被处理液的pH值为5、螺旋藻的剂量为2.0g/L、吸附温度为298K、初始Er³⁺浓度为100mg/L和吸附时间为60min时,螺旋藻对模拟矿山废水中Er³⁺的吸附去除率为90.73%,通过HNO₃解吸附,回收率可达97.12%,表明螺旋藻的吸附速率快、吸附和回收效果较为理想.研究表明：该过程的吸附动力学行为符合伪二级动力学模型（R²>0.99）,主要受化学吸附控制,且吸附等温线能较好用Langmuir方程进行模拟（R²>0.9）,属于自发吸热的吸附过程.     

微藻对海水养殖循环水高效碳氮磷一体化去除的研究

海水养殖循环水高盐分和波动的低碳氮比造成水处理困难和亚硝酸盐累积,影响循环水处理利用,其排放造成受纳海域生态环境破坏.本研究采用混合营养型钝顶螺旋藻结合膜光合反应器（MPBR）考察碳氮比对海水养殖循环水碳、氮、磷一体化去除效率及藻生物质产量的影响.结果表明,在原水碳氮比为5时,钝顶螺旋藻可实现碳、氮、磷高效一体化去除,出水COD低于20 mg·L^-1,满足《海水养殖水排放要求》（SC/T 9103—2007）一级标准,总氮和总磷浓度均满足二级标准.提高碳氮比有利于钝顶螺旋藻的生长、油脂累积和氮磷的去除,碳氮比为1~10时藻体内油脂含量由14.9%增到19.3%.钝顶螺旋藻膜光合反应器（MPBR）运行数据表明,聚偏二氟乙烯（PVDF）膜和无纺布生物膜均可高效稳定地截留微藻,稳定运行期出水COD、总氮和总磷浓度均满足《海水养殖水排放要求》（SC/T 9103—2007）二级标准,且均无亚硝酸盐累积.无纺布生物膜光合反应器COD去除效率（93.2%）和藻体的多糖含量（98.1 mg·g^-1）显著高于PVDF膜反应器（85.2%和70.4 mg·g^-1）,膜通量也较低,膜污染较轻.本研究中钝顶螺旋藻结合无纺布动态生物MPBR不仅实现了海水养殖循环水高效的碳、氮、磷同步去除,无亚硝酸盐累积,并可稳定收获生物质资源,为海水养殖循环水高效、安全处理和资源化利用提供依据.     

芽孢杆菌与硝化细菌净化水产养殖废水的试验研究

以枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌和硝化细菌为实验菌种,对水产养殖废水中的各项水质因子(pH、DO、NH4+-N、NO2--N、COD)进行控制或处理。结果表明,经投加微生物菌液处理的养殖废水水质均优于对照组:枯草芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌可以降低废水的COD和NO2--N浓度,出水COD浓度小于100mg/L,NO2--N浓度小于0.6mg/L,COD去除率分别为67.97%、70.16%,NO2--N去除率分别为99.28%、99.51%;硝化细菌可以将废水NH4+-N和NO2--N的浓度降低到0.6mg/L以下,去除率分别为99.38%、81.44%;而菌液的投加对养殖水体的pH值影响不明显。三种微生物在净化水产养殖废水的作用上各有特点,可为形成共生长效的养殖水产环境修复微生物种群提供基础。     

水源水库藻类功能群落演替特征及水质评价

为了解水源水库的藻类功能群落时空演替特征及水质变化,以李家河水库为例, 2018年9月～2019年6月对藻类及水质因子开展连续监测,采用功能类群划分方法对水库藻类进行了识别与分类,探讨了藻类功能群落与水质间关系,并结合WQI指数法进行水质评价.结果表明,本研究共获得藻类56种,隶属于4门28属,可划分为15个功能群类,其中优势藻类功能群落分别为B、 D、 G、 J、 L_0、Mp、 P、 W_1和X_1;李家河水库藻类结构呈现明显的季节性特征,混合期藻密度明显低于分层期,其中混合期的主要功能藻种为小球藻和小环藻,分层期的主要功能藻种为舟形藻和针杆藻.冗余分析(RDA)表明,水温、混合层深度和RWCS指数是驱动藻类演替的主要因子;WQI分析结果显示李家河水体水质为"良好",混合期水质略好于分层期.本研究指出扬水曝气系统可改变藻类功能群落的演替特征,有效改善水源水库水质,保障了饮水供水安全.     

改性壳聚糖混凝去除太湖藻研究

对太湖不同区域的水使用改性壳聚糖做混凝除藻实验。对于泵取水,投加量0.7 mg/L时,藻去除率可达89.6%,对于岸边高浓藻水,投加量4 mg/L,0.5 h内藻去除率即可达为85.77%。改性壳聚糖复配黏土可解决岸边高浓藻絮体的上浮问题,黏土投加0.8 g/L絮体可完全下沉,除藻率fe从85.77%提升到94.35%。但复配黏土造成UV254去除率下降。改性壳聚糖复配0.3 g/L PDMDAAC改性粉煤灰投加或复配0.4 g/L改性沸石时,絮体也可完全下沉,除藻率都可提升到98%以上。同时,两种药剂都加强了系统对有机物的去除,UV254去除率从56.94%提升到72%以上。     

光照与磷的交互作用对两种淡水藻类生长的影响

采用一次性单种培养的方法,研究了磷和光照对铜绿微囊藻和四尾栅藻生长以及叶绿素形成的影响.结果表明,光照水平的提高能够提高藻类最大比增长率,延长藻类指数生长期;但达到一定水平后,光照水平的增加会抑制单细胞藻类体内叶绿素的合成.在试验设定的浓度范围内,磷对藻类最大比增长率的影响不大;而不利于藻类叶绿素的形成.对于铜绿微囊藻的生长,磷与光照表现出明显的交互作用,但对于四尾栅藻,二者的交互作用并不明显.     

No.0柴油水溶组分海洋浮游植物生态效应研究

应用现场和实验室培养方法,研究了No.0柴油水溶组分海洋浮游植物生态效应.提出了摄食条件下的海洋浮游植物生长模型和不同浓度No.0柴油水溶组分下浮游植物生长效应模型,分析了不同浓度No.0柴油水溶组分下浮游植物生长效应.结果表明,摄食条件下的海洋浮游植物生长模型较传统Logistic模型能更好地反映海洋生态系统,同时应用非线性拟合技术得到了不同浓度No.0柴油水溶组分下海洋浮游植物终止生物量（B_f）.根据海洋浮游植物生长效应模型进一步分析表明,在现场和实验室条件下,低浓度No.0柴油水溶组分对浮游植物生长有明显促进作用,生长促进率最大分别约为180%和120%,然而,在高浓度No.0柴油水溶组分条件下,石油烃对浮游植物生长效应不甚显著,甚至有明显抑制作用.     

应用有效微生物群(EM)处理富营养化源水试验研究

初试条件下系统地考察了有效微生物群(EM)处理南水塘藻型富营养化源水效果。结果表明:在容器中按V(EM)∶V(源水)为1∶10000的比例投加EM菌液并辅以低速间歇式曝气处理8～9d,藻类生物量得到明显控制,水样叶绿素a,TN,TP及CODCr去除率分别达90 49%,45 25%,55 48%及82 37%,出水水质接近国家地表Ⅳ类水质标准。处理过程中,水样pH与电导率有明显的变化规律,应属2个独立的因子体系;EM微生物可改变源水氮磷营养盐水平及藻类生物量与氮 磷质量分数的相关性,成为影响或抑制藻类生长的主导因子。      

冬季水网藻对源水水质的净化作用

为保护源水水质,控制水质富营养化,利用水网藻来以藻治藻。中试结果表明,水网藻在冬季仍能正常生长,但生长速度下降,这与气候有密切关系。与对照测点比较,网袋内氨氮、生化需氧量和总磷的浓度分别下降了15.6％、28.6％和7.5％,水网藻在冬季仍可作为净化水源水质的一项生态工程措施。藻类的演替,与光照、水温和氮磷比等环境因素有关,由于这些因素难以控制,只能因地制宜,利用现有的种类净化水质。     

水产养殖废水循环利用及多余藻类生物量资源化

论文采用多个池塘循环养殖生态系统,利用"藻类-螺类-鲈鱼-微生物"营养链关系对养殖废水中多余有机质、营养盐的去除,研究了养殖废水净化、循环利用及水体多余藻类生物量资源化。结果表明,在系统运行的各个时期TN、NO^-₃-N、NO^-₂-N的平均去除率都超过80%,对总氨(NH⁺₄＋NH₃)去除率达97.17%,效果最好;TP的去除率达94.17%,COD_cr的去除率为71.87%。出水口TN、TP、叶绿素平均值均达到湖泊Ш类水标准;COD_cr达到了Ⅰ类水质标准。NO^-₃-N、NO^-₂-N、总氨(NH⁺₄＋NH₃)、溶解氧含量都符合渔业水质标准要求。该系统处理能力的稳定性较高,可以调控藻类种群结构、充分利用水体藻类和营养物质、将其转化为螺贝类或者价格更高的鲈鱼等增加养殖效益,还可以节约水资源,减少养殖废水排放量。     

儿茶酚抑制藻细胞活性过程中IOM的三维荧光特性

以天然水体中藻类为研究对象,研究了儿茶酚对藻类的抑制效应,并采用三维荧光法分析了抑藻过程中胞内有机物的释放及降解情况。水样A和水样B分别采自某护城河和一景观水体。结果显示,儿茶酚能够有效抑制实际水体中藻细胞活性,当儿茶酚终浓度为10 mg/L培养6 d后,水样A和水样B的抑藻率分别达90%和94%,且抑藻率随着投加浓度的增加、培养时间的延长相应增加。在投加儿茶酚后,水样类蛋白荧光峰强度显著增加,但随着培养时间的延长,峰强均有所降低,细胞释放的类蛋白物质发生降解。当投加儿茶酚浓度低于1 mg/L时,藻细胞活性受轻度抑制,会释放类富里酸物质,当儿茶酚投加浓度高于5 mg/L,藻细胞活性受到强烈抑制,不会释放类富里酸物质。投加儿茶酚会增大水样COD浓度,但对水样TN浓度没有影响。     

于桥水库浮游藻类时空分布规律的数值模拟研究

于桥水库作为天津市重要的饮用水水源地,为改善水库环境、防治水华爆发,有必要研究其浮游藻类时空分布规律.本研究的主要方法是引入可以反映影响藻类生长的多个复杂非线性因子的综合参数——藻类综合生长系数,用于表征其生长变化趋势,该综合参数作为参变量添加到动力迁移模型中的对流—扩散传导方程中求解,实现生长模型与动力迁移模型的耦合,得到的耦合模型即可达到对藻类的生长规律和动力迁移作用同时兼顾的效果.应用耦合模型对于桥水库库区藻类进行模拟预测,模拟输出的时空分布图能够直观清晰地显示库区藻类浓度偏高时期和易富集区域,模拟值与实测值的平均误差为15.4%,在可以接受范围之内.模拟结果表明该模型可用于探索藻类的生长、富集和迁移规律,并为水库防治水华采取相应措施提供科学依据.     

水生植物提取液对蓝藻的抑制作用

采用对照试验,模拟研究不同氮磷营养、水温等条件下,添加水生植物（睡莲）提取液对蓝藻生长的抑制作用。实验证实了植物提取液对蓝藻有抑制作用,在不同生长条件下,细胞密度为6×10^7～2×10^10个／L时,可达到降低蓝藻50％的生长率。