电场作用对不同藻菌体系处理猪场废水的强化机制研究

为解决猪场废水高色、高浊、高盐的水质特征对藻菌微生物体系处理效果的限制作用,采用电场处理与多种不同微藻/细菌(活性污泥)微生物体系处理相结合,考察了电场对微生物处理猪场废水的效果和生长状况的影响和作用机制.同时,通过对比微藻、微藻-活性污泥、活性污泥3种微生物体系对经电场处理养猪沼液中污染物去除效果及微生物生长情况,考察了电场处理对微生物处理效果的影响和作用.结果表明：电场对养猪沼液色度和浊度均有较好的去除效果,去除率分别为90.43%、99.69%;电场处理后的沼液再进行微生物处理可取得更优的处理效果,微生物对总氮和总磷的去除率最高分别为70.65%、67.30%.此外,微藻-活性污泥共生体系在污染物去除效果和生长状况方面均优于单一微生物体系.微藻-活性污泥体系最终叶绿素a含量为接种时的7.65倍,活性污泥生物量为接种时的1.51倍,远高于单一微生物体系.说明电场处理与微藻-活性污泥生物处理相结合,可以有效提高污染物去除效果,同时获得更多有价的生物质资源,实现更为可观的经济价值,具有广阔的应用潜力和发展前景.     

缺氧MBR-MMR处理海水养殖废水性能及膜污染特性

采用普通小球藻(C.vulgaris)作为实验藻种,搭建缺氧MBR-微藻膜反应器(缺氧MBR-MMR)耦合系统处理海水养殖废水,前置缺氧MBR用于有机物、NO^-₃-N和NO^-₂-N的降解,释放的NH⁺₄-N进入MMR用于微藻生长而得到去除,考察协同处理效能和微藻采收情况,探究膜污染行为.反应系统共运行91 d,对NO^-₃-N和NH⁺₄-N的去除率分别达到90.0%和88.0%以上,对PO^3-₄-P和TOC的平均去除率分别为49.4%和84.7%.普通小球藻在进行连续采收的情况下,能以平均浓度为9×10⁷个·mL^-1的生物量稳定运行,实现了较好的去除效能和资源化利用.通过红外光谱和三维荧光光谱分析,MMR内造成膜污染的主要物质是色氨酸类蛋白质和腐殖酸类物质,与缺氧MBR内膜组件相比污染...     

UASB-O/A/O组合工艺对规模化养猪场废水的生物脱氮除磷研究

为了高效实现猪场养殖废水生物脱氮除磷,报道了一种新型生物处理工艺,即上流式厌氧污泥床(UASB)-好氧/缺氧/好氧。结果表明:该工艺能够有效地去除猪场养殖废水中的化学需氧量(COD)、总氮和总磷,出水满足GB 18596—2001《畜禽养殖业污染物排放标准》。UASB段对COD去除率为80%左右,而对氨氮和总磷的去除无贡献。第1段好氧段去除总磷的效率为88.2%。缺氧区NO_2~--N和NO_3~--N的去除率分别高达96.6%和97.3%。将30%原水直接加入缺氧段可解决缺氧段进水碳源不足的问题,达到了良好的生物脱氮效果。微生物种群结构分析表明,Betaproteobacteria是反应体系中组分最多的功能微生物,其最大比例约占63%。     

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。     

藻菌比对藻菌共生体系处理养猪废水发酵液的影响和机制研究

为了优化养猪废水发酵液生化处理方式,以小球藻和接种污泥构建藻菌共生体系,考察了藻菌比(1:0,1:0.2,1:0.5,1:1,1:5)对微藻生长、组分积累及氮磷转化机制的影响.结果表明:微藻纯培养体系以脂质组分为主,藻菌共生体系在藻菌比为1:0.2时的微藻浓度和微藻蛋白组分为800 mg·L-1和56.8％;在藻菌协同...     

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%。     

生物通风堆肥法修复原油污染土壤的实验研究

通过模拟实验考察了生物通风堆肥方法修复吉林油田原油污染土壤的效果,探讨了石油污染物去除的途径和作用机制.实验结果表明:向原油污染的土壤中添加生物有机肥接种、采用生物通风堆肥法进行修复,效果较好.当原油污染土壤的含油量为7.00×104mg·kg-1时.经过40d处理,原油的去除率达45%以上,最大生物降解速率常数达到了0.0333 d-1,半衰期仅为20.82d.生物降解是污染物去除的主要途径,挥发去除的油低于土壤初始含油量的0.1%.在油污土:生物有机肥(干重)以8:2、7:3和5:5三个不同比例混合的实验中,以7:3比例混合时污染物的去除最彻底,完全生物降解率占总去除率的比例约为17%.原油组分含量的变化证实了原油生物降解的发生.原油的生物降解去除率与生物降解产生的CO2存在线性关系.污染物生物降解的速率和程度与微生物的数量和活性关系密切.     

养殖废水新型处理技术中试

针对畜禽养殖污染废水传统处理方法效率不高、噪声较大等缺点进行改进,采用"水解酸化池-塔式膜生物反应器-悬浮澄清池"工艺进行处理,结果表明:COD、氨氮去除率分别为97.5%和91%,出水水质可达GB 18596—2001《畜禽养殖污染物排放标准》。     

水平潜流人工湿地对畜禽养殖废水中特征污染物的去除

为了探究水平潜流人工湿地去除畜禽养殖废水污染物的性能,选择养殖废水中常见的特征污染物抗生素——四环素(tetracycline,TC)和重金属Cu2+,构建模拟水平潜流人工湿地,设置空白处理(CK)、进水中外加1 mg·L-1四环素(TC)、进水中外加5 mg·L-1 Cu2+(Cu)、进水中外加1 mg·L-1四环素和5 mg·L-1 Cu2+(TC+Cu)这4组潜流人工湿地,考察人工湿地对畜禽养殖废水中污染物的去除效果.结果表明,CK组湿地对养殖废水中总有机碳(total organic carbon,TOC)、总氮(total nitrogen,TN)、NH:-N和 PO43-P 的去除率分别为(84.3±7.2)％、(78.6±7.0)％、(82.1±4.4)％和(88.0±6.0)％,与 CK 组相比,TC、Cu和TC+Cu组湿地对TN的去除率分别下降了 0.4％～21.7％、2.8％～25.5％和4.3％～27.0％,对NH4+-N的去除率分别下降了 1.6％～15.7％、2.5％～17.8％和8.4％～23.0％,进水中添加TC或Cu2+对湿地TN和NH4+-N的去除有明显抑制作用.TOC、TN、NH4+-N和P043--P等污染物的去除主要发生在湿地前端.TC、Cu和TC+Cu组人工湿地对TC和Cu2+的去除率均分别在99.9％和91.4％以上.4组湿地出水中11种四环素抗性基因(tetracycline resistance genes,TRGs)绝对丰度均显著低于进水(低约2～3个数量级).CK组湿地出水tetA、tetC、tetE、tetO、tetQ、tetT和tetBp基因相对丰度均显著低于进水,这7种TRGs的去除率为43.3％(tetC)～96.3％(tetA).与CK组相比,进水中添加TC或Cu2+使湿地出水中TRGs相对丰度有所升高,TC、Cu和TC+Cu组湿地出水中TRGs相对丰度分别比CK组高12％～52％、6.7％～51％和24％～82％.人工湿地对抗生素、重金属和抗生素抗性基因有好的去除率,是一种适宜净化畜禽养殖废水的深度处理技术.     

印染废水处理过程中有机污染物及急性毒性变化规律研究

我国印染废水排放量大,对于印染废水中典型毒害物质的控制日趋严格,且生物毒性控制越来越受到重视.因此,本文以掌握典型印染废水处理中污染物去除特性和毒性转化机制为目标,解析印染废水水质特征及其在典型处理工艺中的变化.结果发现,典型印染废水处理工艺对典型污染物的去除效率较好,出水COD、苯胺浓度、色度分别为46 mg·L~(-1)、0.86 mg·L~(-1)、6倍,去除效率分别为78%、95%、86%;但对急性毒性的控制不足,尤其是有机组分的急性毒性控制不足.典型印染废水处理中,生物曝气处理是控制典型污染物的主要阶段,对COD、色度、苯胺的去除效率分别达60%、23%、50%,对生物毒性的去除率为48%.氯氧化和混凝沉淀是保障印染废水中苯胺类有毒物质和色度达到排放标准的重要深度处理阶段,对色度、苯胺的去除效率分别为86%、95%;然而,深度处理却会引发印染废水急性毒性急剧升高,升高比例达150%.印染废水中的急性毒性组分包括有机组分和无机组分,生物曝气主要去除有机组分毒性;氯化深度处理会增加有机组分毒性和无机组分毒性,其中,无机组分毒性可通过还原脱氯削减,但有机组分毒性控制需综合考虑前处理阶段提质增效或实施氯氧化替代工艺.     

电场预处理强化微藻处理猪场废水的效果优化研究

近年来,基于微藻的废水处理技术受到越来越多的关注,但猪场废水所具有的高色、高浊、高盐等水质特点限制了微藻的处理效果和生长情况.为解决该问题,本研究考虑采用电场处理技术与微藻废水处理相结合的思路,对猪场废水厌氧消化出水进行深度处理.先比较4种不同阳极材料（石墨、铝、不锈钢、钛）的废水预处理效果,再进一步考察各组电场预处理对后续微藻废水处理效果和生长情况的影响.结果表明：不锈钢组和铝组对色度和浊度均表现出了较好的去除效果（92.44%和83.72%;99.83%和99.74%）.此外,经电场预处理后的微藻废水处理效果和生长情况均有明显的提升,其中不锈钢组和铝组最终生物量分别达到2.22、1.89 g·L^-1,远高于对照的原水组.而不锈钢组和铝组中的叶绿素a含量浓度分别增至接种时的11.48倍和9.89倍.这说明将电场预处理与微藻废水处理相结合,可以有效提高污染物去除效果,同时获得更大的有价生物质资源的产量,实现更好的技术经济性和可行性,为该工艺的推广应用提供理论基础和技术支撑.     

微藻混合培养强化餐厨沼液处理效果及机制

利用微藻混合培养处理餐厨垃圾消化沼液具有高效固碳脱氮的优势,然而存在优选混合培养比和协同强化作用机制不明的问题.对比分析了普通小球藻(Chlorella vulgaris)、斜生栅藻(Scenedesmus obliquus)和雨生红球藻(Haematococcus pluvislis)在单一和混合培养模式下的微藻生长...     

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.     

微藻在不同氨氮条件下固定CO2耦合净化废水实验

为探究小球藻同步固定CO₂、净化废水及生产蛋白质的潜力,实验研究不同氨氮浓度(30,60,90 mg/L NH₄Cl)和CO₂体积分数(0.038%和10%)对小球藻(Chlorella vulgaris)生长、固碳、氮磷营养盐去除及蛋白质生产的影响,并将Logistic方程与改进的Monod方程相结合,描述小球藻比生长速率与氮、磷营养盐的关系。结果表明:10% CO₂组生物量(380.16~499.52 mg/L)是0.038% CO₂组生物量(44.73~120.00 mg/L)的3.54~8.30倍,同时,10% CO₂组中氨氮和磷酸盐消耗速率明显高于0.038% CO₂组。小球藻比生长速率、固碳速率、蛋白质含量均与生物量呈正相关(R2≥0.83,P<0.05),且在10% CO₂和60 mg/L NH₄Cl条件下获得最大值,分别为0.21 d-1、42.62 mg/(L·d)和228.43 mg/L。此外,拟合结果显示Logistic方程与改进的Monod方程联合应用可较好地描述小球藻的生长过程(R2=0.39~0.96),且10% CO₂条件下的营养盐更易被小球藻吸收。实验结果可为微藻同步固定CO₂、净化废水及副产物(如蛋白质)生产的应用提供理论参考。     

微藻膜反应器处理海水养殖废水性能及膜污染特性

以海水养殖废水为研究对象,探究了微藻膜反应器的脱氮除磷效能及膜污染特性.采用青岛大扁藻（Platymonas helgolandica tsingtaoensis）作为生物源,经过60 d的运行,微藻膜反应器的TN和TP去除率分别为73.6%和77.9%,TN和TP去除速率达到15g·（m³·d）^-1和2.8g·（m³·d）^-1.反应器中的微藻能够较快富集,最大生长速率可达53.3mg·（L·d）^-1,最大生物量可达1.4 g·L^-1.第18d和38d分别对反应器中的微藻进行采收,未影响反应器的脱氮除磷效能,且可以在一定程度上缓解膜污染现象.微藻生物量的增加会显著提高膜污染物质的含量,三维荧光光谱结果表明,色氨酸类蛋白质和芳香类蛋白质是造成膜污染的重要因素.     

耐高浓度沼液产油小球藻的分离鉴定与特征分析

本研究从长期在空气中放置的沼液中分离得到1株可以耐受高浓度沼液的藻株,经形态和分子生物学方法鉴定为小球藻属的一种,命名为Chlorella sp.BWY-1.本研究所用的沼液来自于以固液分离后的猪场废水为发酵原料的沼气工程.与普通小球藻Chlorella regularis(FACHB-729)的对比研究表明,Chlorella sp.BWY-1在BG11和不同浓度的沼液中都有相对较强的生长速率、生物量积累能力和氮磷等污染物去除能力.Chlorella sp.BWY-1在BG11中有最高的生长速率和生物量生产力(324.40 mg·L-1,以dw计),但是其含油量和油脂生产力随着沼液浓度的增加而增加.在未稀释的沼液中Chlorella sp.BWY-1的含油量可达44.43%,油脂生产力达108.70 mg·L-1.分析结果表明该藻株在养殖废水处理和生物能源方面具有一定的应用潜力,可以结合固液分离、厌氧发酵等其他技术用于养殖场废水的处理和生物柴油的制取.     

小球藻高效净化猪场废水厌氧发酵沼液研究

为了净化脱除养猪场废水厌氧发酵沼液中的主要污染物,本文利用臭氧氧化对沼液灭菌并且降解其中的大分子有机物(效果优于高压蒸汽灭菌法),然后高效培养小球藻转化为生物质变废为宝.研究了通入不同体积浓度CO_2以及在沼液中补充部分营养盐对微藻生长净化沼液的影响.当CO_2体积浓度从2%逐渐增加到30%时,微藻生物质产量和脱除污染物效率先升后降,并在体积浓度为15%时达到峰值.当沼液中补充添加营养盐10 mg·L~(-1)磷和1 mg·L~(-1)铁时,微藻生物质产量相对未添加条件进一步提高了29.1%,达到了5.81 g·L~(-1),相应的COD、TN、NH_3-N、TP和抗生素替米考星等污染物脱除效率分别提高到88.5%、91.2%、93.6%、98.9%和90.7%.因此,小球藻可高效净化猪场厌氧发酵沼液同时生产高值生物质,具有良好的应用前景.     

曝气量对颗粒污泥制备生物柴油的影响

以处理葡萄糖废水的好氧颗粒污泥为研究对象,考察了不同曝气量对颗粒污泥的菌群结构以及后续制备生物柴油的影响.研究结果表明,不同曝气条件下的颗粒污泥形态以及细菌,真菌的菌群结构存在明显差异,曝气量为167L/（min·m³）时,丝状真菌比例最高（8.57%）,且单位生物量的生物柴油产量也最高,达到（48.62 ±1.36）mg/g SS.不同曝气条件下形成不同菌群结构的颗粒污泥,不仅影响了污泥制备生物柴油的产量,其组分也存在明显差异.曝气量为167L/（min·m³）条件下,亚油酸甲酯（C18：2）大幅增加,这可能与该条件下颗粒污泥中出现的酵母菌Dipodascus有关.由此可见,在实际工程中可以通过控制曝气量来提高生物柴油产量和调节其组分结构.     

微藻固定化条件优化及其污水氨氮去除潜力分析

微藻污水处理被视为新概念引领下极具潜力的一项绿色技术,然而,微藻分离与采收一直是限制其大规模应用的瓶颈.本研究立足于固定化技术,以斜生栅藻(Scenedesmus obliquus)为研究对象,采用响应曲面法(RSM)耦合Box-Behnken设计,以固定剂浓度、交联剂浓度和交联时间为自变量,以藻球的机械强度、传质速率和生长速率为响应值,对固定化的过程参数进行优化,制备性能最优的固定化藻球;并探索和分析藻球对氨氮(NH4+-N)去除的最佳条件及其潜力.结果表明,固定剂浓度、交联剂浓度和交联时间分别为5%、2%和16 h为制备固定化藻球的最优条件,且包埋密度为1×106cells·m L~(-1),有机物(COD)浓度为300 mg·L~(-1)时,藻球混合培养去除NH4+-N的能力最强;此外,固定藻对高浓度NH4+-N的去除潜力显著优于自由藻,当初始浓度约为50和70 mg·L~(-1)时,固定藻混合培养5 d后NH4+-N去除率分别为(96. 6±0. 1)%和(65. 2±4. 5)%,而初始浓度约为30 mg·L~(-1)时,自由藻优势明显,3 d后NH4+-N去除率高达(97. 8±0. 6)%;但异养条件下固定藻对NH4+-N的去除率整体偏低且随浓度增加而降低,当初始浓度约为30 mg·L~(-1)时,去除率仅为(49. 0±3. 1)%.本研究为污水可持续处理提供了新思路,为资源回收提供了新途径,更为该技术推广应用奠定了较好的理论基础.     

浮珠浮选法中浮珠材料对小球藻采收效率的影响

浮珠浮选法是目前一种新的微藻采收方法,其中浮珠材质对于采收效率具有重要影响。为选取采收效率高的浮珠材料及其探索在采收过程中与小球藻的作用机理,以普通小球藻为例,选用目前较为常见的硅硼酸钠、空心玻璃珠、粉煤灰和乳胶颗粒作为浮珠材料进行分析,发现硅硼酸钠采收效率最高,在不添加药剂的条件下可达到63.24%。浮珠颗粒和微藻粘附过程中在16.6 nm时出现第二能穴,硅硼酸钠表面疏水性和粗糙度是影响采收率的主要因素。