固定化藻菌微球对富营养化湖水的修复研究

摘要

比较了小球藻、栅藻、铜绿微囊藻和聚球藻在模拟湖水中的的生长情况和对TN、TP和COD的去除率,优选了藻种,研究了藻的初始密度对TN,TP和COD的去除效果的影响。将优势藻种与活性污泥组成藻菌共生体系,并研究体系内微生物组成的最佳配比。采用正交试验,优化藻菌共固定化微球的制备条件,并对微球表面的形貌和结构特征等进行了表征。对比研究了游离态小球藻、固定化小球藻、固定化活性污泥、藻菌共固定化各系统去除氮、磷和有机物的能力,对最佳制备条件下制备的藻菌共固定化微球在金山湖湖水中的重复利用能力进行了考察。
　　结果表明,小球藻对模拟湖水的适应能力最强,为优势藻种;小球藻的最佳初始密度为5×106个/mL;最佳藻菌体积比为1:2。
　　正交试验结果表明,制备藻菌共固定化微球的最佳条件为:PVA用量10％,微生物包埋量15mL,海藻酸钠用量0.6%,氯化钙浓度2.0%。经验证试验证实,最优条件下制得的微球对TN、TP和COD的去除率分别为:83.2%、90.8%和85.3%。
　　微球表征结果表明,制得的微球表面光滑,成球性好,无拖尾且粒径相对均匀;内部中孔居多,含少量微孔,孔隙结构发达,网络通道有利于微生物的包埋与生长;微球的比表面积较大(16.47m2/g),具有较强的吸附能力。
　　对游离态小球藻、固定化小球藻、固定化活性污泥、藻菌共固定化各系统的对比研究表明,历时96h,各系统对TN的去除效果为:藻菌共固定化系统>固定化小球藻>游离态小球藻>固定化活性污泥;对TP的去除效果为:游离态小球藻>藻菌共固定化系统>固定化小球藻>固定化活性污泥;对COD的去除效果为:藻菌共固定化系统>固定化活性污泥>游离态小球藻>固定化小球藻,表明藻菌共固定化比单一固定藻类和活性污泥在脱氮除磷、去除有机物方面更有优越性。
　　藻菌共固定化微球修复污染的金山湖水研究表明,微球可重复使用3～4个循环,在前4个循环中,每个循环历时96h,TN平均去除率达80%以上;TP平均去除率达90%以上;COD平均去除率达85%以上。说明微球重复利用率高,充分体现了固定化的优势,并预示着藻菌共固定化微球在富营养化湖水的修复方面具有良好的应用前景。

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第1章 绪 论

1.1湖泊富营养化的现状

1.2 湖泊富营养化的成因

1.3 湖泊富营养化的来源

1.4 湖泊富营养化特征

1.5 湖泊富营养化危害

1.6 湖泊富营养化治理技术

1.7 修复富营养化水体的微生物种类

1.8微生物固定化技术研究进展

1.9 本课题研究目的与内容

第2章 藻菌共生体系对模拟湖水的异位修复

2.1 实验材料与仪器

2.2 实验方法

2.3 结果与讨论

2.4 本章小结

第3章 藻菌共固定化微球的制备

3.1 实验试剂与仪器

3.2 实验方法

3.3 结果与讨论

3.4 本章小结

第4章 藻菌共固定化微球的表征

4.1 实验仪器与设备

4.2 实验方法

4.3 结果与分析

4.4 本章小结

第5章 藻菌共固定化微球对金山湖水的修复研究

5.1 实验试剂与仪器

5.2 实验方法

5.3 结果分析

5.4 本章小结

结论与建议

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

致谢