细菌强化微藻生物系统对养猪废水厌氧消化液的处理研究

摘要

养殖过程中产生的粪尿以及冲洗污水等养殖废水带来的环境污染问题一直是困扰养猪业发展的主要瓶颈。目前养猪废水仍以处理为主导，但现有的各种处理方法都存在诸如成本、空间以及效率等方面的问题，氮磷等营养指标难以达标。一方面废水所含氮磷的资源性被忽略，另一方面能源微藻的生产却因营养物质的高成本等而缺乏了经济性。所以，将养殖废水中氮磷用于微藻培养既可解决废水氮磷的去除问题，也能节省微藻养殖的成本，具有环境与资源双重意义。但从废水处理角度来看，单独的微藻系统效果仍不理想，而外加微生物强化后的藻-菌生物系统有望获得更好的脱氮除磷效果。
　　本文以构建高效去除养猪废水氮磷的藻-菌共生系统为主要目标，开展了不同细菌强化对微藻系统去除模拟废水氮磷的影响、所选硝化细菌与近具刺链带藻CHX1组成的藻-菌共生系统净化废水的条件优化研究，构建了高效的藻-菌共生系统，并考察了其对实际养猪废水厌氧消化液的净化特征，为生产实践提供理论和技术支持。主要结果如下:
　　1、考察了分别外加COD（COD表示化学需氧量）降解菌、复合细菌、硝化细菌与近具刺链带藻CHX1构成的共生系统以及单独微藻和单独微生物在模拟养猪废水中的生长状况及其对污染物的去除效果。结果发现，硝化细菌强化的微藻生物系统的氨氮、总氮、总磷的去除率均最高，其微藻的生物量也最大。因此，选择硝化细菌与近具刺链带藻CHX1来构建藻-菌共生系统。
　　2、对硝化细菌与近具刺链带藻CHX1构建的藻-菌共生系统的条件优化研究发现，藻菌比为1:1、培养温度30℃和初始氨氮浓度350mg/L是该系统较适宜的运行条件。
　　3、利用构建的藻-菌共生系统处理实际养猪废水发现，系统中微藻生长良好，对废水氨氮、总磷都有一定的去除，但COD去除效果不佳。采用稀释等措施降低废水初始氨浓度时，微藻的生长情况及废水氨氮的去除效果明显改善。R(R＝养猪废水厌氧消化液体积/反应器溶液总体积，下同)=0.5的废水中叶绿素a含量和类胡萝卜素含量都最高，对氨氮的去除量也最高。培养过程中没有亚硝态氮和硝态氮的明显积累，各处理的亚硝态氮和硝态氮分别维持在0.1mg/L、7.0mg/L以下。R=1.0处理的废水总磷去除量最大。

目录

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致谢

摘要

1 绪论

1.1 养猪废水的污染及治理现状

1.2 微藻在废水处理中的应用

1.3 基于藻-菌共生的废水处理

1.3.1 藻-菌共生处理废水的原理及研究现状

1.3.2 影响藻-菌共生系统脱氮除磷的主要因素

1.4 研究背景及意义

1.5 研究内容及技术路线

2 细菌强化微藻系统净化废水的试验研究

2.1 引言

2.2 材料与方法

2.2.1 藻种、菌种及废水

2.2.2 试验装置

2.2.3 试验设计

2.2.4 样品采集与分析

2.2.5 数据处理

2.3 结果与讨论

2.3.1 不同细菌对微藻生长的影响

2.3.2 不同处理的废水pH变化

2.3.3 不同细菌对微藻净化废水效果的影响

2.4 本章小结

3 藻-菌共生系统脱氮除磷的适宜条件研究

3.1 引言

3.2 材料与方法

3.2.1 藻种、菌种及废水

3.2.2 试验装置

3.2.3 试验设计

3.2.4 样品采集与分析

3.2.5 数据处理

3.3.1 藻菌比对藻-菌共生系统脱氮除磷的影响

3.3.2 温度对藻-菌共生系统脱氮除磷的影响

3.3.3 初始氨氮浓度对藻-菌共生系统脱氮除磷的影响

3.4 本章小结

4 藻-菌共生系统对实际养猪废水厌氧消化液的处理

4.1 引言

4.2 材料与方法

4.2.1 藻种、菌种及废水

4.2.2 试验装置

4.2.3 试验设计

4.2.4 样品采集与分析

4.2.5 数据处理

4.3 结果与讨论

4.3.1 藻-菌共生系统对实际废水厌氧消化液的处理

4.3.2 藻-菌共生系统对不同稀释度养猪废水厌氧消化液的处理

4.4 本章小结

5 总结与展望

5.1 总结

5.2 创新点

5.3 展望

参考文献

作者简历