污水处理中的菌藻关系和污染物去除效能

菌藻共生体系可利用菌藻间的关系实现污染物的高效去除,在污水处理领域具有广阔的应用前景。文章从菌藻关系、微藻选择和菌藻共生系统的发展三方面分析了该技术的研究进展,重点阐释了菌藻关系中信号分子对菌藻系统的影响。群体感应会促进共生菌在微藻表面形成生物膜,加快藻际微环境的形成,促进污染物的去除。化感作用可抑制杂菌和杂藻的过度生长,维持菌藻系统的稳定运行。此外,该文对不同类型的微藻对污染物去除效果作了进一步分析,污水处理中常用的小球藻和衣藻对氮磷污染物去除效率较高,栅藻常被用作水质评价的指示生物。菌藻共生系统形式多样,其中细菌-微藻共生系统和多菌-多藻共生系统应用广,对污染物的去除效果好,而真菌-微藻共生系统多用于污水的深度处理。最后,文章对菌藻共生体系的发展进行前景展望,以期为菌藻共生体系在污水处理领域的工程化应用提供参考。     

菌藻共生对污水处理和微藻生物量积累的影响

近些年来,随着对微藻与其他微生物之间相互作用关系的深入研究,发现菌藻共生系统在污水处理、获得微藻生物质以及生产其他化学品等方面具有很好的应用前景。大量研究证明,菌藻共生系统可以对各种污水实现高效处理,具有很好的经济、环境和社会效益。另外,细菌在共培养中产生的维生素B12和铁载体等可促进微藻的生长,有益于微藻生物量的积累和规模化培养。主要介绍了菌藻共生系统的基本原理、利用菌藻共生技术处理3种主要污水的国内外研究现状、菌藻共生对微藻生物量积累的影响以及处理污水后菌藻的资源化利用,最后对菌藻共生处理废水技术工艺提出了几点改进意见。     

基于菌藻共生的污水处理与资源化新技术研究进展

基于微藻生物处理技术的菌藻共生培养体系，不仅能实现污水资源化，还可利用菌藻间相互作用增强处理系统的污染物去除能力及藻类生物质回收潜力。菌藻共生体系还可耦合CO₂固定，结合工业烟气中高浓度的CO₂进行微藻培养可同时实现碳减排与降低微藻额外曝气补充CO₂的能耗，符合“碳中和”的发展需求。本文对菌藻共生体系在污水处理及资源化过程的作用机理、相互作用形式及影响因素进行了系统介绍，对菌藻工程在污染物降解、CO₂固定及微藻生物质产品的回收潜力展开综述。研究菌藻间营养交换、信息传递及基因水平的互相适应作用形式，发现选择适宜的共生菌藻组合培养可有效增强污水中污染物去除效果且提高CO₂固定效率。菌藻共生效应对藻类生物组分(蛋白质、脂质和碳水化合物等)积累存在增强效应与选择能力，通过污水类型合理遴选藻种及对应共生菌、调节接种比例与培养条件，可提高工业规模上收获微藻并进一步加工生产生物燃料、医疗保健食品等产品的效率。菌藻共生耦合废水处理、CO₂固定及生物质能回收于一体，有利于构...     

菌藻共生系统处理废水研究现状及发展前景

菌藻共生系统可实现高效脱氮除磷,在废水处理领域具有较大的开发潜力。分析了菌藻共生系统的构建原理和优势所在,回顾了近年来国内外所构建的不同类型的共生系统及处理废水效果,分析共生介质和共生反应系统设备的开发前景,特别关注以生物质载体为共生介质的菌藻共生系统研究进展。     

光照条件对菌藻共生系统单级脱氮的影响研究

为了使菌藻共生系统达到稳定的短程硝化反应,采用单因素试验方法探究光照对氨氧化细菌AOB与固定化小球藻共生系统去除氮的影响。氧在光周期通过微藻光合作用产生,交替亮暗期被施加来实现产氧,从而使生物脱氮不需要机械曝气或添加外部电子供体。通过实验说明菌藻共生系统的脱氮效果很明显优于单独的菌或单独的藻,通过不同程度光照强度、不同光照时间下测量的氨氮和亚硝态氮的数据来反映脱氮的效果。此次实验数据表明在藻、菌比为1∶1,光照光暗时间比为12 h∶12 h,光照强度为4 000 lux的条件下氨氧化细菌AOB与固定化小球藻共生系统脱氮效果最好,高达95.4%;亚硝态氮积累率此时高达85%,此条件在一定范围内最适宜短程硝化的实现。     

藻类植物在水体污染中的研究进展

淡水资源随着工业发展出现污染问题,加强对水体中各种污染物的治理十分必要,藻类在水净化中显示出一定优势。本文以水体污染中藻类在重金属吸附、有机物治理和菌藻共生系统等方面进行深入的探索和研究,综述了藻类在水体净化方面的研究进展。     

基于文献计量的菌藻共生技术研究现状及发展趋势

菌藻共生技术因其能耗低、除污效能强、可资源回收等优点,近年来受到研究学者的高度关注.为深入了解菌藻共生技术在环境领域的研究现状、预测其发展趋势,利用VOSviewer对2011—2022年相关文献进行定量分析.统计结果显示,截至2022年10月19日,已刊出研究型论文1079篇,近5年发文量上升趋势显著,主要集中在Bioresource Technology、Science of the Total Environmental、Water Research等杂志.其中,中国和美国贡献较高,相互合作密切.另外,构建关键词共现网络,通过总联系强度前15的关键词确定“藻菌培养及共生类型”、“光生物反应器及污废水处理”、“藻菌关系”、“生物资源回收及利用”4个主题为菌藻共生技术的主要研究内容,并结合其他共现术语对这些内容分别进行综述.对关键词在时间尺度上进行映射发现,“microalgal-bacterial granules”一词的平均出现年份为2021年,表明菌藻颗粒污泥逐渐取代高效藻类塘和菌藻生物膜,成为当前新兴的菌藻共生技术.因此,单独构建菌藻颗粒相关文献的关键词网络,从技术、应用、机...     

污水稳定塘菌-藻生态系统去除与灭活植物病毒TMV研究

了解污水稳定塘生态系统去除与灭活植物病毒的效率与机理具有重要的理论和实际意义.对模型植物病毒———烟草花叶病毒(tobaccomosaicvirus,TMV)的实验结果显示:稳定塘系统中的悬浮固体(SS)可在短时间内吸附TMV且达到一个饱和值.纯培养的枯草芽孢杆菌及小球藻对TMV的存活无明显不良影响,而光合细菌和稳定塘中的混合细菌群却对TMV具有灭活作用.当它们同藻类形成菌藻共生体系时,对TMV的灭活速率分别从对照的每天0 0404log10(枯斑数·mL-1)升高到0 0783log10(枯斑数·mL-1)和0 075log10(枯斑数·mL-1) 因此,在污水稳定塘生态系统中,由于病毒对悬浮固体的吸附以及菌藻共生体系中微生物的作用可有效地去除与灭活植物病毒,其中悬浮固体吸附病毒并非真正意义上的灭活,稳定塘中存在的细菌特别是光合细菌对植物病毒的灭活才是最主要的因素.     

微型生物技术与污水处理

综述了以藻菌共生代谢起关键作用的微型生物技术：氧化塘工艺、活性藻和活性污泥法在污水处理中的应用实例，资料显示，这些技术在降解有毒有机废物，吸收分解N、P等营养，将有害重金属类的特定组份转化为无害型等方面均效果显且性能稳定。对适用于特殊地区的污水处理生物技术作了简要介绍。     

微藻污水处理研究进展

当前,日益增多的污水排放导致了严重的环境问题。与传统污水处理方法相比,微藻污水处理是一种具有独特优势的方法。微藻生长繁殖快,光合效率高,可以有效去除污水中的氮、磷、金属离子及有毒物质等污染物。分析了微藻污水处理几个关键环节的研究和发展,包括藻种的选择、微藻污水处理的体系、微藻对各种类型污水处理的可行性及微藻回收等。指出微藻污水处理的优点以及现阶段存在的问题,并对微藻污水处理的发展前景进行了展望。     

中国城市污水厂污泥处理技术的现状及发展研究

城市污水厂的污泥是指处理污水所产生的固态、半固态及液态的废弃物,含有大量的有机物、丰富的氮磷等营养物、重金属以及致病菌和病原菌等,如果不加处理任其排放,会对环境造成严重的污染。因此如何有效、经济地处理处置剩余污泥和实现污泥资源化成为中国面临的一个无法回避的问题。污泥通过减量化、稳定化、无害化可以避免二次污染,通过资源化可以进一步实现对污泥中富含的有机质、氮、磷、钾等营养元素的资源利用。     

构造湿地在污水处理厂二级出水后的深度处理应用研究

中国大部分污水处理厂目前均采用二级处理工艺,主要去除碳源污染物,而消解氮、磷类污染物的效果较差.在传统二级处理工艺基础上,对中水进行三级深度处理,BOD5、SS以及COD类污染物去除效果明显,但运行成本较高,处理量受限.人工构造湿地利用基质-植物-微生物复合生态系统的物理、化学和生物的三重协同作用,通过过滤、吸附与沉淀等作用,以及微生物同化分解和植物吸收转化等途径,可有效去除污水中的氮、磷、SS、有机物及重金属等污染物,且具有低投资、低运转费、低维持成本等特点.     

新型复合材料处理氮磷废水的性能研究

采用阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵（Hexadecyl Trimethyl Ammonium Bromide，HDTMA）和稀土溶液氯化镧（LaCl₃）对人造沸石进行改性，以增强其对水中氨氮和总磷的同步去除效果.结果表明，HDTMA和LaCl₃可有效负载于人造沸石表面，且在pH为7的条件下，改性沸石对氨氮和总磷的去除率分别由改性前的75%和1%提高到95.67%和91.96%.影响因素的实验表明，改性沸石对不同浓度废水的氨氮和总磷去除率均达到90%以上；氮、磷的去除率随改性沸石投加量的增加而上升；准二级动力学模型适合描述改性沸石对氨氮吸附的动力学过程，准一级动力学模型适合描述改性沸石对总磷吸附的动力学过程；吸附等温线说明改性沸石对水中氨氮的吸附属于离子交换，对水中磷酸盐的吸附包含离子交换和化学吸附两种过程.此外，通过再生性能、负载强度和离子竞争的试验证明改性沸石能应用于实际生化尾水的氮、磷去除.     

抗生素与重金属复合污染废水处理的研究进展

随着越来越多的污染物进入环境,水体抗生素和重金属复合污染问题已引起学者们的关注.在归纳和总结抗生素和重金属相互作用机理的基础上,综述了抗生素和重金属复合污染废水主要处理技术的研究进展,并总结了其作用机理及优缺点.结果表明:抗生素和重金属的相互作用主要受到抗生素官能团的种类、重金属离子的类型和溶液pH的影响;吸附法是当前应用最多的方法,而光催化法和人工湿地法具有广阔的应用前景,将絮凝剂或零价铁基改性能够增强抗生素和重金属复合污染废水的处理效果,各种方法相结合对处理水体抗生素和重金属复合污染有较大潜力.建议今后研究应着重关注以下几个方面:①各种处理技术在实际环境水体中的应用;②复合污染的环境影响及相关法规标准的制订与完善;③新污染物抗性基因的生成机理及其影响因素.      

不同处理剂对猪场废水污染物去除效果比较研究

比较了不同处理药剂对猪场废水净化效果,实验表明:化学沉淀法能够较好地去除猪场废水中有机物、磷、重金属、盐分,对氮的去除效果并不理想。投加量为1g.L-1的FeC l3、聚合硫酸铁、聚合氯化铝、明矾在猪场废水中有较好的絮凝效果,对总磷、悬浮物、CODCr、Cu离子均有很好的去除效果,MgSO4、Mg(OH)2对废水中溶解性总磷也实现了很好的去除效果,氯化钙、硫酸镁、硅土、聚合硫酸铁对废水中Zn有很好的去除效果,而明矾对Zn的去除效果与对Cu的去除效果相反。     

改性硅酸盐矿物吸附剂在污水处理中的应用

国内外许多学者对硅酸盐吸附剂进行了改性研究,通过增大吸附剂的比表面积、改变表面化学性质、增强离子交换能力以及扩大层间间距等来提高吸附剂对污染物的吸附量。研究发现改性硅酸盐吸附剂在染料脱色、去除重金属离子、有机毒物以及氮磷等方面有很好的效果。     

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.     

水生植物对污染物的清除及其应用

综述了水生植物对氮、磷、重金属及有毒有机物等各类污染物的清除作用及其在污染治理中的应用实践,同时对水生植物在废水处理和湖泊治理方面的应用提出了相应的建议。     

一种沉淀法处理生活垃圾渗滤液的研究

生活垃圾渗滤液来源于生活垃圾的含水和地表径流和地下水的浸入。渗滤液是一种高浓度的有机废水。与工业废物一起填埋的垃圾渗滤液中还含有较多的重金属,垃圾浸滤液一旦控制不当,将会污染地下水,甚至对人体健康造成危害。目前研究垃圾浸滤液的方法已经成为水处理研究的热点,但研究生活垃圾浸出液中氨氮的去除比较少。本文首先介绍研究磷酸铵镁沉淀去除氨氮的原理,接下来讨论了磷酸铵镁沉淀法去除垃圾渗滤液中的氨氮的各种因素,分析了各种最佳条件的形成。在去除氨氮同时,对重金属也有很好的去除效果。磷酸铵镁沉淀法去除氨氮同时形成的是一种重要复合肥料。MAP法可降低垃圾渗滤液中COD浓度,改善其可生化性,并具有对NH3-N去除率高,无二次污染,受温度影响很小等特点。     

微藻与水环境修复

目前,环境污染已威胁到我们人类的生活质量和身体健康。水污染作为环境污染的主要组成部分,已成为污染治理和环境修复的当务之急。文章综述了微藻作为一种生物修复工具修复富营养化水源和重金属污染水源的研究进展其国内外研究概况。具体阐述了微藻修复受污染水环境的机理,能除氮脱磷的微藻种类、环境因素对微藻除氮脱磷的影响,利用微藻除氮磷富营养化的研究现状,以及利用微藻作为生物武器消除重金属污染的优势、特点和现状。重点论述了螺旋藻和小球藻两种微藻修复水体污染的概况。