小球藻與地衣芽孢桿菌聯(lián)合體系脫氮除磷效果的研究.pdf

1、近年來,隨著大量含氮磷的工農(nóng)業(yè)廢水和生活污水排入水體,富營養(yǎng)現(xiàn)象出現(xiàn)頻繁,嚴(yán)重威脅水生生態(tài)平衡和飲用水安全。鑒于氮磷引起水體富營養(yǎng)化等問題,生物脫氮除磷技術(shù)成為控制廢水氮磷排放的研究熱點(diǎn)。藻類是一類非常原始但卻十分重要的水生生物資源,國內(nèi)外對發(fā)揮藻類凈化污水的潛力進(jìn)行了研究并取得很大進(jìn)展,其中藻類與細(xì)菌聯(lián)合體系因其在自然界的廣泛存在并能有效地去除氮磷等污染物質(zhì)而受到關(guān)注。
　　本論文在對比不同藻類對氮磷的耐受性與去除效果的基礎(chǔ)上,

2、定向篩選脫氮除磷優(yōu)勢藻種。通過單因素試驗(yàn)確定優(yōu)勢藻種脫氮除磷的最佳條件,并進(jìn)一步選擇環(huán)境中常見的地衣芽孢桿菌與優(yōu)勢藻種建立藻菌聯(lián)合體系,探討其對污水中氮磷的去除效果,得出以下主要研究結(jié)論:
　　(1)四種淡水藻(小球藻、鈍頂螺旋藻、斜生柵藻和萊茵衣藻)對NH4-N、NO3-N和PO4-P都有一定的去除能力和耐受性。其中,小球藻對NH4-N和PO4-P去除效果最好,去除率分別為63.25％和91.73%;鈍頂螺旋藻對NO3-N表現(xiàn)出

3、較強(qiáng)的去除能力,去除率達(dá)82.63%;小球藻在四種淡水藻中表現(xiàn)出較強(qiáng)的耐污能力和較高的生長速率。綜合評價(jià)后選擇小球藻作為脫氮除磷的優(yōu)勢藻種。
　　(2)小球藻對NH4-N,NO3-N和PO4-P的吸收動力學(xué)過程均符合米氏方程,其 Km和 Vmax分別為19.89μg/(107cell·d)、21.23μg/(107cell·d)、16.21μg/(107cell·d)和10.4 mg/L、8.8 mg/L、9.12 mg/L。小球

4、藻脫氮除磷的最佳條件為:初始藻密度1×106 cell/mL,N/P=5:1,光照強(qiáng)度為2800 Lux。
　　(3)小球藻與地衣芽孢桿菌聯(lián)合體系對NH4-N、NO3-N和PO4-P的去除效果均大于單一體系。其中,藻菌體系對NH4-N的去除能力最為顯著,6 d的去除率達(dá)90.23%,而小球藻對NH4-N的去除率僅有43.8%,地衣芽孢桿菌對NH4-N未顯示出明顯的去除效果;6 d后,藻菌體系對NO3-N的去除率為94.15%,而小

5、球藻和地衣芽孢桿菌單一體系對NO3-N的去除率分別僅為70.11%和67.16%。
　　(4)地衣芽孢桿菌對小球藻的生長起到了一定促進(jìn)作用。以NH4-N作為唯一外加氮源時(shí),由于實(shí)驗(yàn)過程中藻菌體系pH大幅降低,chla含量出現(xiàn)了先增加后降低的現(xiàn)象。通過調(diào)節(jié)體系的pH,藻菌體系chla含量顯著提高,4d后體系的chla含量達(dá)到穩(wěn)定(5.4 mg/L),為單一藻體系chla含量的2倍;并且對NH4-N的去除率較未調(diào)pH值的藻菌體系增加了

6、15%。在以NO3-N作為唯一外加氮源時(shí),藻菌體系體系的pH值穩(wěn)定在6-7左右,5d后體系的chla含量達(dá)到穩(wěn)定(4.25 mg/L),較單一藻體系提高了34%。
　　(5)在以NH4-N作為藻菌體系唯一氮源時(shí),掃描電鏡觀察發(fā)現(xiàn)低pH值脅迫使藻細(xì)胞胞外分泌物逐漸增加,并使藻細(xì)胞形態(tài)從外部褶皺變化為外形密實(shí);透射電鏡結(jié)果表明低pH值脅迫時(shí),藻細(xì)胞產(chǎn)生防御應(yīng)答而在細(xì)胞外形成一層致密的保護(hù)層并逐漸增厚,部分藻細(xì)胞因營養(yǎng)缺失而內(nèi)耗自身物質(zhì)