藻菌固定化在畜禽养殖废水深度处理中的参数优化

以模拟废水为研究对象,基于藻菌包埋固定化在畜禽养殖废水处理中的处理效果和微生物生长情况,来优化藻菌固定化小球的制备条件和试验参数。以固定化小球强度、微生物生长情况、污染物去除效果为考察指标,通过正交试验,采用多指标全概率分析法和SPSS软件分析,确定藻菌固定化的优选参数组合:海藻酸钠（SA）、氯化钙（CaCl₂）浓度及固定化时间。然后,运用Design-Expert 10软件设计响应曲面实验,对相关实验参数做进一步优化。实验结果表明:正交实验得到的一组优选参数为SA浓度3%、CaCl₂浓度1%、固定化时间12 h;最终通过响应曲面法进一步优化得到最优参数为SA浓度4%、CaCl₂浓度0.5%、固定化时间6 h,在此最优参数条件下固定化小球强度、微藻生长速率、TN去除率分别达到-13.58%、 0.193、 89.55%。     

净化水产养殖废水的藻种筛选

利用藻类净化水产养殖废水具有一定的实际意义,研究在室内模拟水产养殖环境获取水产养殖废水,选择蛋白核小球藻、斜生栅藻、月牙藻和螺旋鱼腥藻为实验藻种,接种于水产养殖废水,考察其对水体中氮、磷污染物的去除率,从而比较其净化水产养殖废水的能力,为水产养殖废水生物处理工艺藻种的筛选提供参考。结果表明:所选藻种均可去除无机氮和溶解性磷,最大去除率分别为51.9%、60.9%、43.3%、30.2%和22.7%、76.1%、54.6%、49.5%。但所选藻种对不同形态氮的吸收和去除效果各不相同,斜生栅藻去除硝态氮效果最好,最大去除率为64.8%,月牙藻去除氨氮效果最好,最大去除率为15.4%,螺旋鱼腥藻最容易去除亚硝酸盐氮,去除率最大达98.3%。不同藻类搭配用于水产养殖水质净化有很好的应用前景。     

固定化与游离态小球藻脱氮除磷对比研究

对固定化与游离态小球藻脱氮、除磷进行对比研究,结果表明固定化藻在2d内对NH4^＋-N和PO^3-4-P的净化效率比悬浮态藻分别高23.14％和35.19％。固定化后初期会对藻细胞的生长产生影响,使得固定化藻的数量增长慢于悬浮态藻的生长,但在较短时间（24a左右）内细胞的活性即可恢复,并保持持续生长,这说明固定化没有对细胞产生不可恢复的损伤。固定化藻技术不仅保留了悬浮态藻的优点,而且使得藻对氮、磷的去除率有较大提高,对藻细胞起到了保护作用,延长藻细胞的生长期,有利于细胞更多地吸收氮、磷。     

固定化小球藻净化市政污水的初步研究

采用海藻酸钙凝胶包埋固定小球藻,对人工污水进行静态模拟净化试验,研究了小球藻在固定和悬浮状态下,对污水中的氨氮、正磷酸盐的净化效率及小球藻的生长、生理情况;研究了不同浓度的汞对固定化小球藻处理污水中氮氮和正磷酸盐净化效率和小球藻的生长及生理的影响.结果表明:固定化小球藻的净化效率远高于悬浮态的小球藻;不同浓度的汞对固定化小球藻对氨氮和正磷酸盐净化产生抑制效应.     

固定化小球藻净化污水的初步研究

采用褐藻酸钙凝胶包埋固定普通小球藻,对人工配制的污水进行静态模拟净化实验,研究了普通小球藻在固定和悬浮状态下,对污水中氨氮、正磷酸盐及重金属汞的净化效率。结果表明,固定化小球藻的净化效率比悬浮态要高得多,固定化小球藻对汞毒性的抗性亦较悬浮态强,在对悬浮藻有致死作用的汞浓度条件下仍具较高净化效率,同时分析了不同浓度的汞对其净化效率的影响。      

不同营养模式下固定化斜生栅藻和普通小球藻氨氮去除能力对比分析

微藻培养耦合污水处理是一项极具潜力的绿色生物技术,具有污染物减排和资源化的双重效应.为明确不同微藻固定化后对NH₄+-N去除的差异及优势,以斜生栅藻和普通小球藻为研究对象,以自由生长为对照,通过5 d的批次培养试验对比分析了2种固定化微藻不同营养模式下对NH₄+-N污水的适应性及其生长特性.结果表明:①对比自由生长,固定化生长可有效提升斜生栅藻在自养和异养模式下的NH₄+-N去除能力,2种模式下最大去除率分别为98%和53%,而在混养模式下,最大去除率则从100%降至86%.②固定化生长对普通小球藻NH₄+-N去除率的提升较弱,仅在自养模式下发挥正效应,最大去除率可升至37%,在混养模式下,其自由生长优势强于固定化生长,当C/N为10时,NH₄+-N第4天即可完全去除.③固定化生长并未改变混养模式下2种微藻生长对ρ(COD_Cr)的依赖性,而该效应在异养模式下并不明显.④除自养模式外,固定化生长均略低于自由生长,并且普通小球藻的生长速率也显著高于斜生栅藻.研究显示,斜生栅藻单个细胞对NH₄+-N的去除能力优于普通小球藻单个细胞,斜生栅藻污水培养的适应性更强,并且固定化自养模式最佳,而普通小球藻固定化优势微弱.      

藻菌固定化去除污水中氮磷营养物质的初步研究

用褐藻酸钙分别固定小球藻、细菌以及菌藻可用于人工污水的处理。实验结果表明,固定化菌藻对氮磷的去除效果优于固定化细菌和固定化藻类;在污水中添加葡萄糖的条件下,菌藻固定化胶球在44h时对NH+4-N和PO43--P分别达到100%和89.8%的去除率。并且还发现,在氮磷比为5∶1的条件下,菌藻固定化胶球对氮和磷的去除效果最好。     

栅藻LX1在水产养殖废水中的生长、脱氮除磷和油脂积累特性

利用高含油脂微藻处理废水,可以实现废水处理与生物柴油生产的耦合,已成为废水处理领域新的研究方向.研究了1株高含油脂的淡水栅藻LX1（Scenedesmus sp.LX1）在水产养殖废水中的生长、脱氮除磷和油脂积累特性.结果表明,栅藻LXl在该废水中的内禀生长速率、最大种群密度和最大种群生物量增长速率分别为0.44 d-1、7.46×106个.mL-1和0.82×106个.（mL.d）-1.培养至稳定期后,栅藻LXl对废水中的氨氮、亚硝态氮、硝态氮和磷的去除率分别为95.5%、96.3%、85.8%和98.8%;其生物量干重为0.38 g.L-1,单位藻细胞油脂含量高达31.6%.因此,栅藻LXl在水产养殖废水的净化和资源化方面具有较大优势,适于作为耦合工艺的优选藻种.     

Hg2+对固定化小球藻污水净化及生理特征的影响

利用褐藻酸钙凝胶包埋固定普通小球藻,对人工配制的含汞污水进行静态净化实验,研究了不同浓度Ｈｇ＾２＋对固定化小球藻净化污水中氨氮,正磷酸盐的效率及其４个生理指标（叶绿素α,光合强度,生长和过氧化物酶）的影响,并与悬浮藻对照比较。结果表明,由于小球藻的固定化增加了对Ｈｇ＾２＋毒性的抗性,０．２×１０＾－６浓度的Ｈｇ＾２＋对其净化效率无多大影响,而悬浮藻的净化明显下降。随着Ｈｇ＾２＋浓度的增加,固定藻的     

壳聚糖-海藻酸钠固定化菌小球处理猪场沼液

采用包埋法,以海藻酸钠-壳聚糖为载体、自行筛选的高效脱氨氮菌为目标菌制备固定化菌小球,用于去除猪场沼液中的氨氮.优化了固定化小球的制备条件,考察了废水处理条件对氨氮去除效果的影响.结果表明,固定化菌小球的最佳制备条件为：壳聚糖投加量20g/L、海藻酸钠投加量10g/L、目标菌种包埋量2：5（V/V）.处理含氨氮废水时,在不调节废水pH值的条件下,当固定化菌小球投加量为15g/L、反应时间为4h时,氨氮的去除率为93.9%,其中吸附作用对氨氮的去除率为64.3%,微生物作用对氨氮的去除率为29.6%.扫描电镜表征结果表明,处理废水后,固定化菌小球外部及内部微生物数量明显增多.动力学与等温线拟合结果显示,固定化菌小球对废水中氨氮的去除过程符合准二级反应动力学方程（R²=0.9252）和Langmuir等温线方程（R²=0.9578）.     

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。     

铜、锌、镉对固定态和悬浮态小球藻的除磷效果比较

采用海藻酸钙凝胶包埋固定,对人工污水进行静态模拟净化试验,研究了在pH为4,5,6,7和8的条件下,无重金属及ρ(Cu2+),ρ(Zn2+)和ρ(Cd2+)分别为0.05,0.5和5 mg/L时,固定态和悬浮态蛋白核小球藻对污水中磷的净化效率.结果表明:①相对于悬浮态,固定态小球藻由于海藻酸钠的包埋稳定性较强,磷的去除率较高;②小球藻磷的去除率受ρ(重金属)影响,随着ρ(重金属)的升高,磷的去除率降低,重金属产生的胁迫作用增强;③Cu2+对固定态和悬浮态小球藻的胁迫作用较Zn2+和Cd2+大,而Zn2+和Cd2+对固定态和悬浮态小球藻的胁迫作用随着ρ(重金属)的变化而有所差异;④pH对小球藻磷的去除率的影响随重金属种类、质量浓度及时间的变化而不同,Zn2+和Cd2+存在时,小球藻磷的去除率最高一般出现在pH为8的弱碱条件下,而Cu2+存在时小球藻磷的去除率受pH的影响差异不显著(P>0.05).     

生物膜贴壁培养小球藻净化猪粪沼液废水的效果

微藻处理猪粪沼液废水是一项污水资源化生物技术.本文以小球藻为研究对象,通过贴壁培养方式,对稀释不同倍数的猪粪沼液废水进行净化处理同时提取藻细胞油脂,旨在探究小球藻贴壁培养处理猪粪沼液废水的效果,分析小球藻耐受猪粪沼液废水的氨氮浓度.将猪粪沼液废水分别稀释1倍(原水)、2倍、5倍、10倍制成培养基.测定贴壁培养小球藻对各处理组猪粪沼液废水中COD、氨氮、总氮、总磷的去除效率及对重金属铜、锌、铁的富集效果,同时探究小球藻的油脂合成情况.结果表明,当猪粪沼液废水稀释5倍时,贴壁小球藻对COD、氨氮、总氮、总磷的净化效果最佳,其去除效率分别为:86.8%、94.1%、85.2%、84.3%;油脂含量高达32.7%;对重金属铜、锌、铁的去除效率分别为:72.9%、70.0%、73.0%;培养一个周期结束时生物产率达到4.21 g·(m~2·d)~(-1).该研究将微藻与难处理的猪粪沼液废水深度净化进行了有效的结合,为实现藻类生物燃料工艺生产及降低废水处理成本提供理论基础.     

组合MBR工艺中试系统处理高氨氮生活污水

以低碳氮比〔ρ(BOD₅)/ρ(TN)〕、高氨氮生活污水为研究对象,对强化缺氧/好氧+膜生物反应器(A/O+MBR)组合工艺系统的运行稳定性和处理效果进行中试研究.结果表明:在A/O工艺中引入纤毛填料,强化了组合工艺去除有机物及氨氮的效果,缓解了膜组件污染;根据进水负荷和温度变化,优化了工艺运行参数ρ(MLSS)和混合液回流比,系统稳定运行期间的HRT为6.7～11.9 h,膜通量为11～20 L/(m2·h);处理系统对BOD₅,COD_Cr,氨氮及SS的平均去除率分别达97.4%,87.2%,97.5%和100%,处理水ρ(BOD₅)≤ 6 mg/L,ρ(COD_Cr)≤ 40 mg/L,ρ(氨氮)≤5 mg/L;由于碳源缺乏,组合工艺对TN和TP去除率较低,分别为28.5%和26.8%,但处理水中的TN和TP以硝态氮和溶解性磷酸盐为主,是植物吸收氮源和磷源的主要形式,因此对符合再生水水源要求的处理水可作为城市绿化及农田灌溉用水回用,不仅可补充植物与作物生长必需的氮磷营养元素,而且为城市生活污水资源化提供了一条有效途径.      

分点进水改良A2/O工艺的挂膜启动

针对解决传统A2/O工艺处理低C/N污水中的一些不足以及在脱氮除磷中效率低的问题,提出1种新型分点进水改良A2/O工艺,采用污泥接种启动方法,在无外加碳源情况下,以实际生活污水为处理对象,重点对挂膜启动过程进行分析研究。结果显示:分点进水改良A2/O工艺,在好氧池悬浮填料填充率为30%,ρ（DO）为1.5~3.0 mg/L,污泥浓度为2.5~3.0 g/L运行条件下,21 d可完成系统启动,对COD、NH₄+-N、TN、TP去除率分别为90.08%、91.31%、61.67%和87.31%。分点进水改良A2/O工艺可以克服传统A2/O工艺在脱氮除磷过程中碳源的限制,在系统快速挂膜启动同时,能够对氮、磷有着较高的处理效果,出水水质稳定达到GB 18918-2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A标准。     

三株低温硝化菌的筛选及其固定化脱氮性能

由于季节、地域等因素导致的低温环境会严重影响污水生物处理系统中微生物活性,如何提高微生物在低温废水中的脱氮效果是亟待解决的问题。从工程实际出发,在3种不同环境中提取出低温硝化菌BC-15、SL-14、MI-11,其在13℃下仍具有高效的脱氮性能,经16S rDNA鉴定均为Acinetobacter sp.。菌株间不产生拮抗反应,BC-15、SL-14、MI-11最佳复配体积比为1∶1∶1。采用海藻酸钠-聚乙烯醇和海藻酸钠-硅藻土材料对复配菌株包埋固定化,对比结果表明海藻酸钠-硅藻土材料固定化硝化能力更强,优化固定化材料最佳配比为硅藻土1%、SA 2%、CaCl₂ 3%、沸石6%。固定化颗粒成球性、传质性、稳定性均较好,固定后菌株耐酸耐碱能力明显增强,重复利用4次后氨氮去除率仍可达到76.67%,硝化能力和结构稳定。固定化颗粒对实际生活污水中的氨氮去除率可达到95.86%,具有高效的硝化能力,为低温污水处理实际工程应用提供了可能。     

固定化藻类脱氮除磷效果研究

藻类固定在活性炭上用于去除人工配制污水中的氮、磷等污染物。试验结果表明藻类对氮、磷和浊度的去除率分别达到50％、41．9％和98．2％,氮、磷和浊度相应达到较好去除效果的时间分别为12、60、60h。