开放式反应池人工藻类系统对生活污水N、P的去除试验研究

摘要

藻类系统用于污水处理，不仅能有效削减污水中N、P等污染物质，将藻类回收还可以作为有机饲料的原材料。基于光生物反应器的开发和研究，对藻类污水处理系统进行深入研究具有重要意义。
　　本实验筛选普通小球藻和钝顶螺旋藻两种对污水氮磷去除效果较好的微藻作为实验藻种，在开放式反应池内构建人工藻类系统，进行生活污水N、P去除实验。主要包括人工藻类系统启动和建立，系统对生活污水中N、P去除效果及相关系统参数、操作参数的影响，以及系统处理生活污水过程中N、P平衡和走向等方面。通过以上研究，为生活污水N、P处理问题的解决、污染物资源化回收利用途径的开发提供技术基础的支撑。
　　研究结果表明：
　　（1）不同藻种及藻种投配比对人工藻类系统启动有影响，钝顶螺旋藻和普通小球藻人工藻类系统启动时适宜的藻种投配比例均为10%。
　　（2）在藻种投配比例为10%条件下，钝顶螺旋藻开放式反应池人工藻类系统启动和建立完成需要24天，普通小球藻开放式反应池人工藻类系统启动和建立完成需要21天。建立完成时钝顶螺旋藻系统干重为380mg/L，普通小球藻系统干重为349.5mg/L。
　　（3）系统进出水比例、水力停留时间（HRT）对污水 N、P去除，及藻类生长有着重要影响，适宜的进出水比例为10%，适宜的小球藻和螺旋藻系统处理生活污水的适宜水力停留时间（HRT）为10d。
　　（4）基于进出水比例10%，HRT=10d，以及实验阶段环境条件下，小球藻和螺旋藻系统在处理生活污水过程中会出现了一定的NO2--N和NO3--N生成而含量高出进水的现象，这可能是因为系统内硝化细菌和亚硝化菌的存在，发生了硝化和不完全硝化反应。
　　小球藻和螺旋藻开放式反应池人工藻类系统对生活污水 NH4+-N的去除率均在99%以上，系统出水NH4+-N含量均在0.05-0.44mg/L之间。
　　小球藻和螺旋藻系统对生活污水中 TN的平均去除率分别为88.50%和89.57%。小球藻和螺旋藻系统出水TN含量分别为5.96-8.67mg/L和3.87-8.05mg/L。
　　小球藻和螺旋藻系统对生活污水中TP的平均去除率分别为81.37%和79.28%。小球藻和螺旋藻系统出水TP含量分别在0.62-1.23mg/L和0.78-1.64mg/L。
　　（5）小球藻和螺旋藻系统生物相（藻-菌体系）中TN含量均近似占生物相干重的10%，两种藻系统生物相（藻-菌体系）中TN/TP约为7.00，这与藻类近似分子式C106H263O110N16P结果基本保持一致。
　　（6）小球藻和螺旋藻系统中生物相（藻-菌体系）吸收氮用于自身生长对系统TN去除的贡献率分别为44.73%和33.04%。
　　（7）小球藻和螺旋藻系统中生物相（藻-菌体系）吸收磷用于自身生长对系统TP去除的贡献率分别为75%和86.67%。
　　（8）小球藻和螺旋藻开放式反应池人工藻类系统涉及的氮的转化途径主要包括硝化、不完全硝化、氨氮挥发和生物量（藻-菌体系）增加吸收。磷的转化绝大部分是被生物相（藻-菌体系，主要是藻体）吸收，用于自身增长。

目录

1 绪 论

1.1 选题的背景以及意义

1.2 污水脱N除P的原理以及常见方法

1.3 微藻的生理特性及其在污水处理中的应用

1.4 藻类光生物反应器

1.5 课题的研究内容、研究目标

2 实验材料和实验方法

2.1 实验技术路线

2.2 实验材料

2.3 实验方法

3 开放式反应池人工藻类系统启动与建立

3.1 开放式培养池内藻种适应性扩大培养

3.2 开放式人工藻类系统建立时适宜的藻种投配比研究

3.3 开放式反应池人工藻类系统启动与建立

3.4 本章小结

4 开放式反应池人工藻类系统对生活污水氮磷去除效果及相关因素影响

4.1 开放式反应池人工藻类系统处理生活污水适宜水力停留时间研究

4.2 开放式反应池人工藻类系统对生活污水氮磷去除效果及相关因素影响

4.3 本章小结

5 开放式反应池人工藻类系统的氮磷平衡研究

5.1 开放式反应池人工藻类系统的氮磷平衡研究

5.2 本章小结

6 结论与建议

6.1 结论

6.2 研究的不足之处及展望

致谢

参考文献