藻类膜脱氮除磷影响因素及其对磷吸附/吸收行为研究

作     者：周军 

作者单位：广西大学 

学位级别：硕士

导师姓名：魏群

授予年度：2015年

学科分类：083002[工学-环境工程] 0830[工学-环境科学与工程（可授工学、理学、农学学位）] 07[理学] 08[工学] 09[农学] 0903[农学-农业资源与环境] 0713[理学-生态学] 

主      题：藻类膜 影响因素 氮 磷 细胞元素 

摘      要：氮磷等营养物质过量排入受纳水体是造成水体富营养化的关键因素。传统污水处理方法不能有效地同步去除氮磷营养物质,而藻类膜污水处理技术能够克服此弊端,是一项具有发展潜力的污水生物脱氮除磷技术。本课题以水华鱼腥藻及斜生栅藻为实验藻种,将其接种于填充有立体弹性载体的人工污水中,形成藻类膜,考察pH、氮磷比、温度、光照强度、光照周期等对其脱氮除磷的影响,并在一定条件下,研究了藻类膜对磷的吸附／吸收行为,最后分析藻细胞主要组成元素的含量及其近似分子式。主要研究成果如下：(1)藻类膜脱氮除磷影响因素研究。①在温度为25℃、3500 lx连续光照实验条件下,pH为8是影响藻类膜去除污水中氮磷的一个临界值,小于8时,对氨氮、磷酸盐的去除效果有限,而大于8时,对氨氮、磷酸盐的去除效果有很大提升,在pH为10时,污水中氨氮的去除率在91%以上、磷酸盐去除率在93%以上。②在温度为26±2℃、35001x连续光照下,考虑到氨氮与磷酸盐的同步去除量及去除率,当固定磷浓度为1.5 mg/L时,最优N/P为10：1,水华鱼腥藻和斜生栅藻对污水中氨氮的去除率分别为67.6%、70.5%,对磷酸盐的去除率分别为91.8%、92.5%;当固定氨氮浓度为20 mg/L时,最优N/P为16：1,对氨氮的去除率分别为49.7%、56.4%,对磷酸盐的去除率分别为91.8%、91%。③正交实验表明,适宜的温度及连续的高光照强度有助于藻类对污水中营养物质的去除,主次影响顺序为B(光照强度)A(温度)C(光照周期),因素A、B水平的改变对生物量的增长及磷酸盐的去除有显著的影响,对硝态氮则影响不大,最优组合为温度25℃、光照强度60001x及光照周期24 h：0 h。(2)藻类膜对磷吸附/吸收行为研究。在温度为28℃、4000 lx连续光照下,水华鱼腥藻和斜生栅藻在240 min时对磷的吸附达到平衡,吸附量占细胞总磷比例分别为28.1%和23.5%,其对磷的吸附符合Langmuir等温式,线性回归系数分别为0.996、0.950,水华鱼腥藻对磷的最大吸附量和吸附常数分别为Q=0.625 mg/mg和K=0.233 L/mg;斜生栅藻则为Q=0.577 mg/mg, K=0.188 L/mg。(3)藻细胞主要元素含量及其成分分析。藻类存在超量吸磷现象,在营养充足条件下培养的水华鱼腥藻细胞总磷占细胞干重的1.58%,细胞主要元素有C、H、O、N、P、S,近似分子式为C65.78H112.62O55.97N7.53PS0.74;而在P-限制条件下培养3d,藻细胞内储存磷基本上被消耗完,近似分子式为C128H257～290O105～109N12～15PS1.2。