木质纤维素基藻类生物膜废水处理实验研究

摘要

随着人类物质生活水平的提高，大量含氮、磷废水排入天然水体中，造成了水体富营养化及水资源利用率低。为减少氮、磷对水体的污染，本文利用实验室自主设计的平板式光生物反应器（FPBR）对特定浓度的模拟生活废水进行了脱氮除磷研究，同时对收获的藻类生物质进行了生化成分分析。通过对藻类固定化载体的筛选及污染物去除效果的分析，得到了以下结果： 1、选择廉价易得的木质纤维素材料作为藻类固定化载体，包括锯末（10-20目、30-40目）、蔗渣（10-20目、30-40目）、谷壳（10-20目）。在FPBR反应系统中，分别接种小球藻、水网藻、Diplosphaera sp.MM1，通过比较不同木质纤维素载体材料上的藻类生物量，筛选出本反应系统的最佳固定化载体材料。结果表明：3种藻体在固定化载体材料上的生物量由大到小为：锯末＞蔗渣＞谷壳，并均在30-40目锯末上表现出最大生物量。 2、确定30-40目锯末作为藻类固定化载体材料，选取小球藻、水网藻、斜生栅藻、Diplosphaera sp.MM1作为固定化藻种，探究本反应系统中4种藻膜处理废水效果。结果发现：1）固定化载体材料（30-40目锯末）自身对废水中污染物有去除作用，COD、TN、氨氮、TP的去除率分别为36.60%、42.20%、39.80%、17.32%，累积去除量分别为304.50mg/L、36.29mg/L、29.46mg/L、2.60mg/L。2）小球藻膜对废水有最佳处理效果，COD、TN、氨氮、TP去除率分别为96.47%、88.94%、93.25%、97.26%，COD、TN、氨氮、TP出水浓度分别为27.50mg/L、9.66mg/L、4.99mg/L、0.43mg/L，出水满足城镇污水一级A排放标准。处理效果其次为斜生栅藻和Diplosphaera sp.MM1，水网藻对本反应系统适应性最差。 3、对处理废水后收获的藻类生物质进行生化成分分析发现：斜生栅藻、小球藻、水网藻、Diplosphaera sp.MM1中蛋白质、碳水化合物、总脂含量（占干重百分比）分别为34.59%~40.84%、22.37%~28.96%、10.07%~13.28%。C16-C18是4种藻类生物质的主要脂肪酸甲酯类型，相应的生物柴油理论生产率分别为46.85mg/m2/d、87.75mg/m2/d、16.74mg/m2/d、28.65mg/m2/d。

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