具有促进污水生物处理系统中有益微型动物生长功能的生物活性物质探索

摘要

污水生物处理系统中，一些特定的微型动物起着重要的有益作用，提高这些有益微型动物在污水生物处理系统中的密度将有助于提高污水生物处理效率。生物活性物质是一类植物或动物内源性物质，对生物机体有特定的活性功能，一种可能的促进有益微型动物生长的办法是利用生物活性物质去促进微型动物生长。因此，本论文以污水中具有减少悬浮固体等作用的宿轮虫及具有减少剩余污泥量作用的红斑顠体虫为研究对象，旨在探索能够促进这些有益微型动物生长的生物活性物质。本论文的主要的研究内容和结果如下：
　　 1)生物活性物质的初步筛选结果显示，米糠、螺旋藻、海带对宿轮虫的生长无明显促进作用，而蜂蜜残渣、某种食品添加剂、EZO、ECONIN、二十八醇、糖萜素等6种物质对宿轮虫的生长有明显促进作用。
　　 2)生物活性物质的浓度对宿轮虫的种群增长率有显著的影响，当浓度太低时效果不明显，而过高时反而会抑制宿轮虫的生长。在温度20～30℃的范围内，宿轮虫的种群增长率随着温度的升高而增大，并且随温度的升高为获得最大轮虫的种群增长率所需要的各生物活性物质的浓度而降低。此外，与20℃和30℃相比，25℃下上述6种生物活性物质各自对轮虫的种群增长率的促进作用均最显著。
　　 3)25℃下在宿轮虫培养液中蜂蜜残渣、某种食品添加剂、EZO、ECONIN、二十八醇、以及糖萜素浓度分别为1.2mg/L、0.02μL/mL、0.9mg/L、0.02μL/mL、0.6mg/L、0.9mg/L时，宿轮虫的种群增长率分别达到峰值0.869d-1、0.606d-1、0.670d-1、0.679d-1、0.813d-1、0.698d-1，其中蜂蜜残渣对宿轮虫的促进作用最佳。蜂蜜残渣虽富含生物活性物质，但目前是一种废料，若能被利用，还可以变废为宝，因此在利用生物活性物质促进有益微型动物生长中蜂蜜残渣有较好的实用价值。
　　 4)上述6种生物活性物质对红斑顠体虫生长的影响是各不相同的。蜂蜜残渣、某种食品添加剂、EZO、ECONIN、二十八醇、以及糖萜素浓度分别为1.2mg/L、0.03μL/mL、0.6mg/L、0.02μL/mL、0.9mg/L和1.2mg/L时，红斑顠体虫的种群增长率分别达到峰值0.266d-1、0.151d-1、0.233d-1、0.325d-1、0.233d-1和0.216d-1。其中ECONIN对红斑顠体虫生长具有最显著的促进作用，而对于宿轮虫，蜂蜜残渣的促进生长作用最显著。
　　 5)蜂蜜残渣可明显提高宿轮虫的特定年龄存活率、特定年龄繁殖率和特定年龄期望寿命以及世代时间、净繁殖率和总繁殖率。当蜂蜜残渣浓度为1.2mg/L时，宿轮虫的特定年龄存活率、特定年龄繁殖率、特定年龄期望寿命、净繁殖率和总繁殖率均明显大于其它浓度组及控制组。蜂蜜残渣5个浓度下的世代时间基本相同，但均高于控制组。蜂蜜残渣促进宿轮虫生长主要是通过提高宿轮虫的特定年龄存活率、特定年龄繁殖率和期望寿命以及世代时间、净繁殖率和总繁殖率来实现的。
　　 6)上述6种生物活性物质均对污水中原生动物的生长几乎无影响，而对污水中宿轮虫、线虫和红斑顠体虫的生长的影响明显。蜂蜜残渣、某种食品添加剂、EZO、ECONIN、二十八醇和糖萜素浓度分别为1.2mg/L、0.02mL/L、0.90mg/L、0.2mL/L、0.6mg/L、0.90mg/L时对增加宿轮虫密度的效果最明显，同时也对线虫和红斑顠体虫的生长具有一定的促进作用。生物活性物质浓度低于这些相应值时，不能有效促进微型动物的生长，而高于这些值时反而会起一定的抑制作用，不利于它们的生长。
　　 7)上述6种生物活性物质均不同程度的改善了污水的水质。蜂蜜残渣、某种食品添加剂、EZO、ECONIN、二十八醇和糖萜素浓度分别为1.2mg/L、0.02mL/L、0.90mg/L、0.2mL/L、0.6mg/L、0.90mg/L时对污泥的絮凝和沉降性能改善最明显，对CODCr、SS的去除率和透明度也较高。