固定化微藻去除污水中氮磷的研究.pdf

1、淡水資源缺乏，水體污染嚴重，污水回收利用率不高是目前我國面臨的主要水資源問題，隨著污水處理工藝的發(fā)展，利用藻類凈化污水這種高效的生物處理方式得到廣泛關(guān)注。微藻固定化技術(shù)作用于污水處理時具有藻細胞繁殖速度快，微藻便于打撈回收，污水再利用率高等優(yōu)點。本文采用兩種吸收氮磷能力較強的在微藻—蛋白核小球藻（Chlorella pyrenoidesa）與集胞藻（Synechocystis sp.），通過對這兩種微藻進行固定化研究，優(yōu)化兩種藻類的固定

2、化條件并對懸浮態(tài)與固定化兩種狀態(tài)下微藻去除污水中氮磷的效果進行對比，選擇優(yōu)勢藻類小球藻為代表研究不同因素對其去除氮磷的影響，并研究了固定化小球藻對實際水樣中氮磷的去除效果。主要研究結(jié)果如下:
　　1.微藻固定化條件的優(yōu)化
　　采用人工污水（氨氮15 mg/L，總磷1.5 mg/L）作為處理對象，篩選出的固定化載體（海藻酸鈉）、固定化液（氯化鈣）、固定化時間三個因素的三個水平進行正交試驗，培養(yǎng)4d后得到污水中的氨氮與總磷去除率

3、，以此作為指標填入正交實驗表，分析后得知小球藻固定化最優(yōu)條件為:3％SA（海藻酸鈉）溶液，1％CaCl2溶液，固定化時間2h。表中小球藻除氮率在67.4％至94.8％之間，除磷率在48.9％至79.8％之間。這三個因素對小球藻去除污水中氨氮均有顯著影響。除了氯化鈣濃度其他二者均對小球藻去除總磷具有顯著影響。集胞藻固定化最優(yōu)條件為:3％SA(海藻酸鈉)溶液，2％CaCl2溶液，固定化時間3h。表中集胞藻除氮率在44.3％至58.6％之間，

4、除磷率在93.1％至97.7％之間。固定化時間對集胞藻去除污水中總磷有顯著性影響，其他因素影響不顯著。
　　2.固定化與懸浮態(tài)微藻脫氮除磷能力對比
　　以上述最優(yōu)條件獲得兩種固定化微藻，對比固定化與懸浮態(tài)兩種微藻去除人工污水中氮磷效果。結(jié)果表明，培養(yǎng)到第96h時，固定化小球藻能去除人工污水中99.99％的氨氮和95.71％的總磷，懸浮態(tài)小球藻則能去除人工污水中98.92％的氨氮和91.56％的總磷。因此，固定化小球藻去除污水

5、中氨氮效果優(yōu)于懸浮態(tài)小球藻。培養(yǎng)到第96h時，固定化集胞藻能去除人工污水中91.66％的氨氮和98.98％的總磷。懸浮態(tài)集胞藻則能去除人工污水中74.24％的氨氮和96.94％的總磷。因此，固定化集胞藻去除污水中總磷效果優(yōu)于懸浮態(tài)集胞藻。集胞藻對磷有依賴性，適用于高磷濃度污水的處理，低磷情況下不易生存。小球藻更適用于處理污水。
　　3.環(huán)境因素對固定化小球藻脫氮除磷能力的影響
　　采用人工污水，設(shè)置不同的細胞負載（每個膠球中

6、含3×105個，5×105個，7×105個藻細胞），培養(yǎng)1d、2d、3d、4d天后測定污水中氨氮和總磷濃度，可知在30萬至70萬細胞個數(shù)范圍內(nèi)，膠球中細胞個數(shù)越多去除氨氮(68.72％～95.71％)與總磷(36.51％～90.72％)的能力越強。設(shè)置不同的pH（pH分別為6、6.5、7、7.5），培養(yǎng)1d、2d、3d、4d天后測定污水中氨氮和總磷濃度，實驗得知:當pH為7.5時，去除效果（氨氮99.53％、總磷92.06％）最好并且比

7、較穩(wěn)定。在pH為6.5-7之間，pH越高，氮磷去除效果越好。當pH為6時，去除效果不是很穩(wěn)定推測是藻類生長引起水體pH上升導致。設(shè)置不同有機化合物（鄰苯二甲酸氫鉀）濃度(50 mg/L、100mg/L、200 mg/L)，培養(yǎng)1d、2d、3d、4d天后測定可知在其初始濃度低于100mg/L時，隨著濃度的增高，固定化小球藻對人工污水中氮磷去除率升高。
　　4.固定化小球藻對實際水樣中氮磷以及COD的去除
　　在城郊蔬菜所，秦淮

8、河內(nèi)河，月牙湖等處采水樣，混合水樣后測定其初始氮磷與COD濃度，使用固定化小球藻培養(yǎng)1d、2d、3d、4d天后測定得知:4d后三種水樣中的氨氮去除率分別為均達80％以上。水樣初始氮磷比與pH值越高，去除效果越好。固定化小球藻對蔬菜所水樣中COD的去除沒有促進作用，但是在4d內(nèi)對秦淮河與月牙湖水樣COD的降低有促進作用。
　　綜上，本文確定了微藻固定化的最優(yōu)條件，在此條件下兩種微藻的固定化態(tài)對污水中氮磷的去除效果優(yōu)于懸浮態(tài)，小球藻效