刚毛藻藻膜系统的构建及其脱氮除磷应用研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 李露 |
| 答辩日期 | 2018 |
| 文献子类 | 硕士 |
| 授予单位 | 中国科学院水生生物研究所 |
| 导师 | 李根保 ; 沈银武 |
| 英文摘要 | 藻类生物膜脱氮除磷技术是近年来提出的一项污水处理新技术，在污水净化方面有很好的应用前景。其主要的原理是藻类附着在载体上能形成高浓度的生物量，一方面藻类在光合作用同化水体中氮、磷等污染物时，能提高对营养物质的吸收和富集能力；另一方面，通过直接获取载体就能获取生物量，可以降低生物量收获成本。目前藻类生物膜系统的发展仍然处于不成熟阶段，对藻类生物膜系统的构建、设计、运行、处理效率、及藻种的选择等方面的研究匮乏。本文以寡枝刚毛藻（Cladophora oligoclona）为研究对象，探索了刚毛藻的室内快速培养方法，研究了刚毛藻藻膜系统的构建及其脱氮除磷的应用。主要研究内容及研究结果如下： （1）快速培养刚毛藻方法的建立。探究了三种培养方式（静置，通气，水体流动+通气）对刚毛藻生长、形态学及其光合活性的影响，发现水体流动+通气培养方式符合刚毛藻的野外生活习性，能有效促进刚毛藻生物量的积累。刚毛藻在三种培养方式下，形态变化不同。在水体流动+通气培养方式下刚毛藻细胞的长度变长、直径变短，表现出刚毛藻主枝细胞长度、分枝细胞长度、株高、分枝总长等显著高于静置和通气培养方式培养的刚毛藻（P<0.05）。水体流动+通气培养条件下，刚毛藻Fv/Fm值约为0.725，显示出良好的生理状态，显著高于另外两种培养方式（P<0.05）；同时，刚毛藻的快速光响应曲线各个参数均表明在水体流动+通气培养方式下刚毛藻的光合活性更高。因此，水体流动+通气培养方式更适合刚毛藻的培养。（2）构建刚毛藻藻膜系统并确定水力停留时间。实验根据快速培养刚毛藻的方法，建立了有效容积40L的刚毛藻藻膜系统，并研究其处理模拟生活污水的效果。结果表明：刚毛藻长势良好，生物量积累迅速；对模拟污水处理13天后，其化学需氧量（CODMn）、氨态氮（NH3-N）和总磷（TP）的去除率分别为95.15%，93.99%和92.76%，且各项水质指标达到排放标准。因此确定该系统的最佳水力停留时间为13天。（3）探究水体流动速度、布膜方式和水体流动时间对刚毛藻藻膜系统脱氮除磷效果的影响，优化出最佳参数。采用补料分批式实验进行生活污水的置换，即根据静态实验得出的水力停留时间确定每天用新鲜配制的生活污水置换出系统中经过处理的污水体积（3L）。结果表明：在设定的水体流动速度分别为2L/min、6L/min、10L/min中，6L/min水体流动速度下刚毛藻藻膜系统对于氮、磷的去除效果最好，刚毛藻的藻丝长度最长，鲜重积累最快，光合活性良好。就不同布膜方式而言，立体弹性填料平行于底部的刚毛藻藻膜系统对氮、磷的去除效果明显好于立体弹性填料垂直于系统底部的刚毛藻藻膜系统，而且更有利于刚毛藻鲜重的积累。当刚毛藻藻膜系统的流动时间与静置时间之比分别为24h:0h、18h:6h和6h:18h时，24h:0h的系统对磷和CODMn的去除效果显著，而且系统中刚毛藻的生物量积累最快。（4）利用优化的刚毛藻藻膜系统分别处理富营养化湖水、池塘养殖污水和猪场养殖废水，并探究其处理效果。结果表明：对于富营养化湖水，刚毛藻藻膜系统对于氮和CODMn去除效果比较显著，同时能降低水体中藻类的浓度，但是对水体中磷的去除效果不显著。对于池塘养殖污水和猪场养殖废水，刚毛藻藻膜系统能有效去除氮、磷和CODMn，改善水质，增加水体溶氧（DO）。 综上，通过水体流动＋通气的培养方式快速培养刚毛藻，获取大量生物量。当以6L/min的最佳水体流速，载体填料平行于底部的布膜方式，以及24小时的水体流动时间构建刚毛藻藻膜系统时，可达到对富营养化湖水、池塘养殖污水和猪场养殖废水中氮、磷和CODMn最显著的去除效果。 |
| 语种 | 中文 |
| 源URL | [http://ir.ihb.ac.cn/handle/342005/39076]  |
| 专题 | 水生生物研究所_中科院水生所知识产出（2009年前）_学位论文 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 李露. 刚毛藻藻膜系统的构建及其脱氮除磷应用研究[D]. 中国科学院水生生物研究所. 2018. |
入库方式： OAI收割
来源：水生生物研究所
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