不同氮磷浓度下2种无毒微藻的生长特性和脱氮除磷效能

根据城市二级出水水质特性,选择4种不同氮磷水平的二级出水作为培养基,研究纯培养与共培养下,椭圆小球藻(Chlorella ellipsoidea)和斜生栅藻(Scenedesmus obliquus)在不同初始氮磷浓度下的生长状况及脱氮除磷的能力。结果表明,纯培养条件下,椭圆小球藻在2#(TN=15.00 mg/L,TP=1.00 mg/L)实验组中生物量最高,斜生栅藻在4#(TN=10.00 mg/L,TP=0.20 mg/L)实验组中收获最大生物量,椭圆小球藻与斜生栅藻对TP均具有70%以上去除率。共培养下,3#(TN=15.00 mg/L,TP=0.50 mg/L)实验组收获最高生物量,斜生栅藻生物量均高于椭圆小球藻,表明斜生栅藻在共培养条件下更具有生长优势,培养基中TN、TP含量分别降至5.00 mg/L和0.05 mg/L以下。2种培养模式均可达到对二级出水的深度脱氮除磷。     

污泥厚度对蚯蚓处理城市污泥效果的影响

在蚯蚓处理城市污泥时,为探讨污泥厚度对蚯蚓生物量及污泥处理效果的影响,设置了5个污泥厚度进行蚯蚓处理城市污泥的研究。结果表明,当污泥厚度为10cm时,蚯蚓日增质量倍数最大,蚯蚓粪中总有机碳(TOC)、TN、TP较初始值分别降低26.4%、22.4%、22.0%,总钾、碱解氮、速效钾较初始值分别升高23.6%、13.0%、113.7%;在一定范围内,污泥厚度越小,蚯蚓粪中Cu、Zn去除率越高,而Pb、Cd、Cr在污泥厚度为10~12cm时的去除率最大。综合比较,10cm是蚯蚓处理城市污泥的最适污泥厚度。     

邛海表层沉积物营养盐分布特征及污染评价

以四川邛海为研究对象,研究了表层沉积物中总有机碳(TOC)、TN和TP的分布特征,对邛海表层沉积物中营养盐的污染状况进行了评价,并分析了表层沉积物碳-氮-磷两两之间的耦合关系。结果表明:邛海表层沉积物中TOC、TN、TP分别为1 479~15 197、270~2 030、380~630mg/kg;表层沉积物TOC与TN具有极显著的正相关关系(r2=0.98,P0.010),除海南乡和鹅掌河河口外TOC和TP呈现了显著的正相关关系(r2=0.94,P0.025),有机质主要来源于浮游植物,海南乡和鹅掌河河口表层沉积物受面源影响较大;邛海表层沉积物有机指数均值为0.120,属于较清洁范畴,有机氮质量分数平均为0.114%,属于尚清洁范畴,污染相对严重,具有造成较小生态风险的可能性。因此,邛海的保护中应注意控制沉积物中外源性氮、磷的输入。     

添加牛粪对蚯蚓处理污泥的影响

采用4个相同的塑料装置,将等量的污泥、EM菌、蚯蚓及不同量的牛粪装入其中并混匀后,通过60 d的培养实验,借助对污泥含水率、pH、TP、TOC和TN的监测及蚯蚓生存状况的考察,探究添加牛粪对蚯蚓处理污泥的影响。结果表明:添加牛粪可以抑制污泥含水率的增加,但不同牛粪添加量对污泥含水率的影响无一定规律性;与初始TP相比,1#~4#中污泥TP增长率分别为81%、97%、56%和102%,除3#外,污泥TP增幅随牛粪添加量的增加而增大;因生物作用,1#~4#污泥TOC均呈下降趋势,1#~4#中污泥TOC分别下降了13.6%、22.4%、21.7%和16.1%;1#~4#污泥TN变化与牛粪添加量的变化之间无明显规律。污泥中添加牛粪,对蚯蚓健康有益。     

刚毛藻对表流湿地净水能力及水生植物的影响

以刚毛藻(Cladophora oligoclona)、菖蒲(Acorus calamus)和金鱼藻(Ceratophyllum)为研究对象,采用动态和静态试验相结合,探讨了添加刚毛藻对表流湿地净水能力和水生植物的影响。结果表明:添加刚毛藻后,表流湿地净水能力有明显提升,其中刚毛藻+菖蒲表流湿地的综合效果最好,其COD、TN、氨氮和TP的去除率分别达到了56.44%、78.80%、95.40%、76.90%;添加刚毛藻对菖蒲和金鱼藻的总叶绿素、叶绿素a/叶绿素b和过氧化氢酶活性影响均未达到显著水平,但金鱼藻已表现出受胁迫影响的端倪;金鱼藻受刚毛藻的胁迫影响主要是由于金鱼藻对营养盐的利用竞争不过刚毛藻,若采用刚毛藻+金鱼藻作为表流湿地的藻类和水生植物,TN、TP宜在6.0、0.6mg/L以下。     

pH对高铁酸盐氧化剩余污泥的影响

针对高铁酸盐在酸、碱性环境下氧化性和稳定性的不同,采用pH调至1、3、5、7、9、11、13的剩余污泥,投加高铁酸盐溶液进行研究,考察污泥脱水性能(污泥比阻)以及减量化效果,包括破解液性质(氨氮NH_4~+-N、总氮TN、正磷酸盐PO43-、总磷TP、总有机碳TOC、溶解性有机物SCOD、胞外聚合物EPS)和污泥性状(混合液挥发性悬浮固体浓度MLVSS、污泥沉降比SV、污泥体积指数SVI、粒径)。结果表明:pH由低到高,破解液中各类污染物浓度总体呈现出两端高中间低的趋势,高铁酸盐在酸性和碱性条件下的氧化效果均优于中性条件。其中,pH达13时减量化效果最佳,氮素和有机物质溶出最多,然而此时的脱水性能最差;pH为1时破解液中磷素最多,达90.6 mg·L~(-1)。当pH为13,每g污泥(干重)的高铁酸盐投加量为15 mg Fe时,1 g MLVSS的污泥SCOD释放量达1.13 g,TN、SCOD、TOC释放量分别为179.3、3 507.9和1 134.3 mg·L~(-1),在达到污泥减量化效果的同时更有利于破解液的后期资源化回收和处理。     

固定化菌藻微球的制备、表征及其对富营养化湖水的修复

以聚乙烯醇(PVA)和海藻酸钠(SA)为主要包埋材料,以活性炭、SiO2和CaCO3作添加剂,采用普通小球藻(Chlorella vulgaris)和活性污泥制备固定化菌藻微球。采用正交实验对微球的制备条件进行了优化,并对最优化条件下制得的微球进行了表征,还考察了固定化菌藻微球对某富营养化湖水的修复效果。结果表明,固定化菌藻微球的最优化制备条件为:PVA用量10%(m/v),微生物包埋量15 mL,海藻酸钠用量0.6%(m/v),氯化钙浓度2.0%(m/v)。制得的微球具有较大的比表面积,内部呈网状结构,孔径分布均匀,中孔居多,适合小球藻和微生物生长。采用固定化菌藻微球可有效修复上述湖泊的实际富营养化湖水,微球可重复使用3~4个循环,在前4个循环中,每个循环历时96 h,TN平均去除率达80%以上;TP平均去除率达90%以上;COD平均去除率达85%以上,表明固定化菌藻微球在富营养化湖水的修复方面具有潜在的应用价值。     

膜生物反应器中小球藻生物膜生长与代谢的光调控特性

为改善微藻细胞固定化培养过程中的光传递与气体传质性能,设计一种具有气液分离特性的膜式光生物反应器系统,并开展光照强度影响下小球藻细胞生物膜成膜及代谢特性研究。通过检测反应器中小球藻生物膜细胞的生物量、细胞组成、叶绿素以及油脂组分,分析光照条件对小球藻生物膜的形成、生长及油脂合成等调控特性。研究发现:高光强胁迫正调控胞内油脂积累,在光照强度为230μmol·(m~2·s)~(-1)条件下小球藻生物量产率和油脂产率最高,分别为5.50 g·(m~2·d)~(-1)和1.71 g·(m~2·d)~(-1);细胞内叶绿素a和b及淀粉含量随光照强度增加呈先增加后减少的趋势,但类胡萝卜素和蛋白质的含量变化较小;在小球藻的油脂组成中,在光照强度为46μmol·(m~2·s)~(-1)时,得到最大的C16~C18碳链脂肪酸含量及不饱和脂肪酸含量,而除C16~C18碳链脂肪酸外的其他脂肪酸组分则随光照强度的增加逐渐增加。     

钢渣粒子电极的制备及其在三维电催化氧化除藻中的应用

为进一步提升电催化氧化除藻效果,制备出钢渣粒子电极,构建了三维电催化氧化系统并用以处理普通小球藻藻液,进而对除藻机理进行了探索。利用钢渣、蒙脱石和锯末在高温煅烧条件下制备钢渣粒子电极,通过制备条件的优化,获得了具有良好除藻性能的钢渣粒子电极。考察普通小球藻经过三维电催化氧化后,藻细胞密度、SOD、光合活性和叶绿素a的变化特征。结果表明:钢渣、蒙脱石、锯末的配比为60%∶28%∶12%,在800℃煅烧60 min制备出的钢渣粒子电极在三维电催化氧化系统8 V、 60 min条件下,对初始浓度为4×10~9～6×10~9 cells·L~(-1)小球藻的去除率为97.10%;处理1 m~3藻液的耗电量为3.78 kWh;经过10 min三维电催化氧化处理的藻细胞,其SOD活性会出现短暂升高,藻细胞的光合活性减弱、叶绿素a浓度下降,藻细胞的光合系统的抑制效应可维持较长时间。综合上述结果,应用钢渣粒子的三维电催化氧化系统能够高效除藻,并可长久抑制藻细胞的光合活性。     

栅藻和小球藻在4种养殖废水中的生长及净化效果对比研究

利用经过处理的鸡场养殖废水、猪场沼液(简称猪沼)、池塘养殖废水和BG-11培养基分别培养斜生栅藻和普通小球藻,对比2种微藻在各培养液中的生长、对废水中氮磷的净化效果以及微藻油脂的积累情况。结果表明:经过23 d的培养,小球藻处理组中,小球藻+猪沼培养液中可收获藻粉0.353 1 g·L~(-1),小球藻+BG-11中可收获藻粉0.189 8 g·L~(-1),高于其他3种培养液中的收获量。栅藻处理组中,栅藻+BG-11中收获的藻粉最多,为0.168 5 g·L~(-1),其次为栅藻+猪沼培养液(0.131 1 g·L~(-1))。2种微藻对不同废水培养液的净化效果不同,但总体来说,栅藻和小球藻对总磷的去除效果最好,去除率在89.32%~98.69%。对硝氮的去除率也在60%以上。另外,利用猪沼培养的小球藻油脂含量最高,达到50.34%;培养的栅藻油脂含量与BG-11中相近,并高于其他培养液。因此,利用猪场沼液培养栅藻和小球藻具有可行性。