探究藻-菌联合体系去除生活污水中的营养物质

发布时间：2020-11-14 23:10

　　 随着国内工业化进程的快速推进和人们生活水平的不断提高,污水尤其是生活污水的大量排放问题日益凸显。生活污水的大量排放将导致大量氮、磷及有机污染物排放并进入自然水体,并且未经处理的生活污水排入自然水体将造成水体富营养化,严重损害自然水体的使用和观赏价值,无疑加剧了淡水资源的短缺并破坏了生态平衡。因此对生活污水中的营养物质进行处理是当务之急。微藻因具有处理效果佳,操作简单,处理费用低,不产生二次污染等优势而被广泛应用于吸收无机盐类污染物和吸附重金属类污染物,但微藻在具体实践应用中受限于较慢的生长速率和对污染物尤其是有机污染物较低的抗性。因此,本研究选用一种新型的藻-菌联合体系用以增强对N、P及有机物的去除效果,同时增加微藻生物量。在这种策略中,细菌将大分子有机物降解为小分子有机物,并在呼吸代谢过程中吸收氧气,释放二氧化碳,与此同时,微藻营光合作用吸收无机盐类用于合成自身生物量,并原位吸收细菌所释放的二氧化碳并释放氧气供给微藻利用。具体实验中,我们采用控制变量的方法,将特定微藻和特定细菌引入同一模拟污水处理体系中,比较藻-菌联合体系与微藻或细菌单一体系对N、P及有机物去除效果的差异,探究了藻-菌联合体系去除污染物质的最佳环境条件并探究藻菌联合作用的机理。实验中得到了较好的结果。藻-菌联合体系相比于单一处理体系具有更快和更好的对N、P及有机物的处理效果。经过十天的处理过程,联合体系分别可以将污水中氨氮、磷酸盐,可溶性总磷和化学需氧量(COD)的浓度从9.90 mg/L,1.67 mg/L,5.02 mg/L,150.00 mg/L降低至1.40 mg/L,0.14 mg/L,1.32 mg/L,0.00 mg/L,其去除率分别为85.90%,91.50%,73.75%和100.00%;细菌的存在能够促进微藻生物量的增加,经过十天的处理过程,单一处理体系中的微藻干重为323.22 mg/L,细菌干重为262.50 mg/L,混合处理体系中微藻的干重为416.28 mg/L,细菌的干重为463.82 mg/L,联合体系中微藻生物量比单一体系中增长28.79%,联合体系中细菌生物量比单一体系中增长76.69%;同时探究得到联合体系去除污水中营养物质的最佳环境条件为pH=7,温度25℃,LED灯(12000lux),12:12小时昼夜交替。
【学位单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：X799.3
【文章目录】：
摘要
Abstract
Chapter 1 Introduction
    1.1 Water resources and water pollution
        1.1.1 Water resources status
        1.1.2 Status of domestic sewage discharge in China
        1.1.3 Nutrients in domestic sewage and their hazards
        1.1.4 Hazard of water eutrophication
        1.1.5 Main sewage treatment methods
    1.2 Overview of microalgae
        1.2.1 The application of microalgae
    1.3 Micro-algae and bacteria combined system
        1.3.1 Mechanism of the combined action of bacteria and microalgae
        1.3.2 Application of algal-bacterial combined system in environmental field
        1.3.3 Main factors affecting nitrogen and phosphorus removal by algae-bacteria symbiotic system
    1.4 Research content and route
Chapter 2 Screening of bacteria and selection of algae
    2.1 Material and methods
        2.1.1 Main experimental instruments
        2.1.2 Main chemical agents
    2.2 Selection of algae
    2.3 Microalgae pre-culture condition
    2.4 Screening and isolation of bacteria
    2.5 Bacteria pre-culture condition
Chapter 3 Optimizing conditions for nitrogen and phosphorus removal by algal-bacterial symbiotic partnership
    3.1 Material and methods
        3.1.1 Main experimental instruments
        3.1.2 Main chemical agents
        3.1.3 Preparation of simulated sewage
        3.1.4 Experimental design and sampling
        3.1.5 Determination method and procedure
        3.1.6 Data analysis
    3.2 Results and discussion
        3.2.1 The optimal ratio of algae to bacteria for combination system
        3.2.2 The optimal p H for combination system
        3.2.3 The optimal light supply condition for combination system
        3.2.4 The optimal external oxygen supply condition for combination system
    3.3 Conclusion
Chapter 4 Characterizing the removal effect of nutrient from simulated sewage byalgae-bacteria combined system
    4.1 Material and methods
        4.1.1 Main experimental instruments
        4.1.2 Main chemical agents
        4.1.3 Preparation of simulated sewage
        4.1.4 Experimental design and sampling
        4.1.5 Determination method and procedure
        4.1.6 Data analysis
    4.2 Results and discussion
        4.2.1 Removing effect of ammonia nitrogen
        4.2.2 Removing effect of soluble total phosphorus
        4.2.3 Removing effect of phosphate
        4.2.4 Removing effect of organic phosphorus
        4.2.5 Removing effect of chemical oxygen demand
    4.3 Conclusions
Chapter 5 Study on the mechanism of interaction between two microorganisms in algalbacteria combined system
    5.1 Material and methods
        5.1.1 Main experimental instruments
        5.1.2 Main chemical agents
        5.1.3 Preparation of simulated sewage
        5.1.4 Experimental design and sampling
        5.1.5 Determination method and procedure
        5.1.6 Data analysis
    5.2 Results and discussion
        5.2.1 Promoting effect of combined system on biomass accumulation of twomicroorganisms
        5.2.2 Gas exchange relationship
    5.3 Conclusion
Conclusion
Reference
Publications
致谢

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本文编号：2884057