固定化菌、藻系统对污水中氮磷营养盐的净化研究

摘要

本文通过小球藻类生长特性实验、小藻类对氮磷去除实验及其结果分析，论证小球藻是适合用于包埋固定来对污水中氮磷营养元素进行处理的材料。 固定化小球藻胶球接种密度实验结果显示，废水的氮磷去除率与藻细胞的负荷存在一定的关系，氮磷去除率随细胞负荷的提高而提高，但考虑到光遮蔽，初始接种藻细胞密度不宜选用太高的藻密度。污水中藻珠投加量对氮磷的去除也有很大的影响。当V<,藻珠>∶V<,水>=1∶5时对污水中NH<,4><'+>-N和PO<,4><'3->-P具有最佳的去除效果，对NH<,4><'+>-N和PO<,4><'3->-P的去除率分别达到78.6﹪和93.8﹪。 本课题采用正交试验的方法确定了包埋固定化小球藻的最佳条件，其最佳包埋条件为：5﹪的海藻酸钠溶液、3﹪交联剂(CaCl<,2>)溶液、16h交联时间、2：1的包埋量(海藻酸钠V∶菌液体积)。在最佳包埋条件下通过添加1﹪的活性炭和胶球的加固强化实验来提高固定化载体的强度，解决褐藻胶球在含磷污水中结构易疏松、小球藻易泄漏等问题是有效的，而且改善了固定化性能，进一步提高了氮磷的去除效果。而且对固定化胶球进行加固处理后，可使胶球最大细胞密度比未加固处理提高。这些结果展示了固定化藻类在污水脱氮除磷方面的潜在应用前景。 通过固定化与游离态小球藻脱氮除磷对比研究得出结论：固定化小球藻对氮磷的去除包括了褐藻胶的初期吸附、氮磷营养的传质、藻细胞对氮磷的吸收同化以及由于pH值升高引起的氨的气提和磷酸盐的沉淀。营养物质被藻类吸收利用从而得到净化需要通过两个阶段：营养物质在较短的时间内被吸附到胶球表面；然后慢慢扩散进入胶球内部而被藻细胞所吸收利用得到净化。本文还对固定化菌藻共固定化系统进行了有益的探索。在同等条件下，固定化菌藻对氮磷的去除效果优于固定化细菌和固定化藻类。实验2d对氨氮和磷酸盐磷的去除能力，按去除率的大小排列为：固定化菌藻>固定化小球藻>固定化细菌，固定化菌藻对NH<,4><'+>-N和PO<,4><'3->-p的去除率分别达到97.09﹪和88.69﹪。显示把细菌和藻类共同包埋于同一载体内在同时去除污水中的氮磷和有机物方面有着更大的优势，菌藻共生是值得研究的一个方向，在污水处理中具有很大的潜力。

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

1.1前言

1.2藻类与污水处理

1.2.1藻类细胞处理污水的原理

1.2.2藻类在污水处理中的应用与研究进展

1.2.3用藻类处理污水的意义

1.3微生物固定化技术的研究进展

1.3.1固定化技术的发展

1.3.2固定化技术的类型

1.3.3固定化技术的特点及其应用

1.3.4藻类固定化技术研究现状

1.3.5菌藻共固定化系统

1.4本论文研究内容及意义

1.4.1课题研究意义

1.4.2课题研究主要内容及目的

第二章实验材料与研究方法

2.1实验材料

2.1.1藻种的来源

2.1.2培养基的配制

2.1.3人工污水

2.1.4实际污水

2.1.5主要仪器及设备

2.2实验方法

2.2.1藻类的培养

2.2.2藻类固定化与脱固定化方法

2.2.3分析项目及测定方法

2.3实验设计

2.3.1悬浮小球藻的生长研究

2.3.2褐藻胶固定化系统最佳包埋条件试验设计

2.3.3褐藻胶固定化小球藻试验设计

2.3.4胶球的强化实验

2.3.5菌藻混合固定化及对污水的净化

第三章悬浮小球藻的生长研究

3.1微藻的生理特性

3.1.1微藻的营养类型

3.1.2微藻的生长及其环境因子

3.1.3绿藻的繁殖方式

3.2实验选用的藻种及其生长规律

3.3小球藻对氮磷去除效果

3.4小球藻耐污能力

3.5分析

第四章小球藻固定化系统最佳包埋条件研究

4.1固定化藻球的制备

4.2藻最佳固定化条件的实验研究

4.2.1固定化藻球以NH4+-N的净化为指标的研究

4.2.2固定化藻球以PO43-P的净化为指标的研究

4.2.3固定化藻球的传质性能为指标的研究

4.2.4固定化藻球的机械强度为指标的研究

4.3最佳固定化条件的确定

4.4本章小结

第五章固定化与游离态小球藻脱氮除磷对比研究

5.1固定化与游离态小球藻对人工污水脱氮除磷效果研究

5.2人工污水中小球藻的生长

5.3实际污水中小球藻的生长及脱氮除磷效果

5.4小结

第六章菌藻混合固定化及对污水的净化

6.1最佳污泥量的确定

6.2单藻、单菌、菌藻共固定化系统脱氮除磷效果

6.2.1固定化菌藻对氮磷的去除

6.2.2固定化菌藻、固定化藻类和活性污泥固定化的对比实验

6.3本章小结

第七章藻密度与污水处理

7.1不同细胞负荷对去除率的影响

7.2小球投加量对去除效果的影响

7.3本章结论

第八章固定化小球强化实验

8.1添加活性炭对胶球强度及脱氮除磷效率的影响

8.2固定化胶球加固实验

8.2.1强化固定化小球藻的氮磷去除情况

8.2.2胶球强化后小球藻的生长

8.3本章结论

第九章结论与建议

9.1结论

9.2建议

参考文献

致谢

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