钝顶螺旋藻对含盐二级出水营养物质去除及回收特性研究

发布时间：2020-06-14 16:04

【摘要】：随着城镇化与工业化的发展,淡水资源短缺已经成为制约人类发展的重要因素。为了缓解淡水资源短缺的压力,沿海城市开始利用经简单预处理的海水作为替代水源冲厕。在现存的海水冲厕废水处理方法中,在最优的去除效果下,二级出水中仍含有一定浓度的营养盐及有机物。而这类污水长期大量排放,就有引发富营养化甚至赤潮的风险。因此,二级出水排放之前必需进行深度处理,进一步将降低其中营养物质的浓度。但是,海水冲厕污水的二级出水中往往盐度较高,碳氮比较低,且两者变化范围较大,在现存的二级出水深度处理技术中,并没有绿色环保、经济高效的方法来处理此类污水。钝顶螺旋藻Spirulina platensis可以耐受45 g/LNaCl的盐度,且其可以利用有机碳源或CO2进行光合自养或完全异养或兼性培养,在处理碳源不足的含盐二级出水方面具有巨大的潜能。本研究将钝顶螺旋藻接种到模拟的海水冲厕污水二级出水中,以实现污水中氮、磷和有机物的进一步去除,同时实现微藻生物质的回收利用。并对高盐度、低碳氮比情况下,钝顶螺旋藻对氮、磷的去除途径及机理进行了研究。通过测定不同水质参数如盐度、碳氮比、初始pH值下螺旋藻生物量、污水中营养物质(COD、TP、NH4+-N、TN)的浓度,探究了其对模拟二级出水中营养物质的处理性能。结果表明,当模拟二级出水中盐度为0-3.0%、碳氮比为0.0-4.0、初始pH为7.0-10.0时,微藻均可正常生长并有效去除模拟二级出水中的营养物质。通过测定不同水质参数如盐度、碳氮比、初始pH值下螺旋藻藻体蛋白、油脂含量及藻体沉降效率,探究了螺旋藻对模拟二级出水中营养物质回收性能和藻体的回收性能。结果表明,藻体蛋白及油脂的含量分别占干重的46.4-65.6%和15.0-23.5%,具备生产生物柴油的能力。沉降24h后,藻体的沉降效率为65.4-89.6%,且藻体沉降效率随微藻EPS中多糖含量的增加而增大。NH4+-N可以直接被螺旋藻同化,其它的氮形式转化为NH4+-N:NO3-N被还原为NO2--N,NO2--N再进一步还原为NH4--N;尿素则被水解为NH4--N。螺旋藻除氮主要依靠同化吸收作用,藻体内积累的氮为体系内总氮的75%,此外,体系中还有4-10%的氮以氨挥发的形式被去除。螺旋藻可直接利用的磷源为PC43--P,有机磷需转化为PC43--P才能被利用,螺旋藻积累的有机磷占TP的22.4%,其余均以无机磷的形式存在,无机磷中NAIP与AP分别占TP的61.1%和15.5%。本论文为海水冲厕污水二级出水的深度处理提供了理论依据,为钝顶螺旋藻的商业化培养提供了新的方案。
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：X703
【图文】：

曲线,钝顶螺旋藻,藻体,光密度

逦－逦？逦．逦山东大学硕士论文逦＾２．７生物指标检测方法逡逑２．７．１生物量的测定逡逑由于均匀的螺旋藻藻液的光密度与藻体干重间存在线性关系。首先－可见分光光度计测定不同光密度（０．１０－１．２０）的均匀藻液在５６０邋ｎｍ处的然后将不同光密度的藻液于１００００邋ｇ，４邋°Ｃ离心１０邋ｍｍ，将获得的藻体烘干至恒重，于干燥器内冷却至室温后测定藻体干重。绘制0Ｄ５６Ｃ）与（ＤＷ）的标准曲线（图２－１）。逡逑

二级出水,螺旋藻,污水,盐度

对螺旋藻生长的影响，将相同生物量的微藻接种到不同盐度的二级出水中，每隔逡逑２４邋ｈ取样测定藻体的生物量及污水ｐＨ。逡逑模拟二级出水中不同盐度对钝顶螺旋藻生长及污水中ＰＨ的影响如图３－１所逡逑示：逡逑（ａ）邋０．４０－７逦＝一１（ｂ）邋１００逦逡逑Ｕ．３５－邋＾０－５１％逦９．５］逡逑１１：：：逦＾邋Ｉ：：逡逑°－°５＇邋0邋ｉ邋２逦３逦４逦５逦６逦７＇°邋0邋．逦２逦３逦４逦５逦，逡逑Ｔｉｍｅ邋（ｄ）逦Ｉ邋ｉｍｅ邋（ｄ）逡逑图３－１盐度不同的合成二级出水中纯顶螺旋藻生长（ａ）及污水ＰＨ邋（ｂ）变化情逡逑况逡逑Ｆｉｇ邋３－１邋Ｃｈａｎｇｅｓ邋ｏｉＳｐｉｒｕｌｎｗｐｌａｔｅｎｓｉｓ邋ｇｉｏｗｔｌｉ邋（ａ）邋ａｎｄ邋ｐＨ邋（ｂ）邋ｍ邋ｓｖｕｔｈｅｔｉｃ邋ｓｅｃｏｎｄａｎ＇逡逑ｅｆｆｌｕｅｎｔ邋ｗｉｔｈ邋ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ邋ｓａｌｉｎｉｔｙ逡逑１９逡逑

【参考文献】