固定藻技术在污水处理领域的研究进展

介绍了生物细胞固定化技术的发展,对各类固定化方法进行了比较和分析,分析了藻类净化污水的原理和影响固定藻去除效率的因素,综述了固定藻技术在污水处理领域的研究进展。指出固定藻技术可以强化氮、磷和重金属的去除效果,非常适合于小型污水处理厂的深度处理,对碳氮比低而氮磷偏高的污水处理具有较好的应用前景。

固定化菌藻填料强化人工湿地去除营养盐和PFOS效果研究

针对全氟辛烷磺酸(Perfluorooctane Sulfonate, PFOS)污染现状,开展3种人工湿地去除复合污染水体中营养盐和全氟辛烷磺酸的效果研究。选取普通垂直流人工湿地(Constructed Wetlands, CW)、固定化菌人工湿地(Immobilized Bacteria Constructed Wetlands, IB-CW)和固定化菌藻填料人工湿地(Immobilized Bacteria Algal Constructed Wetlands, IBA-CW)为研究对象,通过露天试验研究3种湿地在不同质量浓度PFOS下对水体中污染物的去除效果。结果显示,3种湿地对水体中的营养盐和PFOS均具有较好的去除能力,且PFOS对各营养盐的去除具有一定的影响。高质量浓度(100μg/L)PFOS抑制风车草生长,CW植物PFOS质量比达到试验最高值,为(100.56±3.28)μg/g, IB-CW和IBA-CW风车草的总生物量分别比CW增加了10.73%和18.52%。低质量浓度(1μg/L)PFOS促进风车草的生长,IBA-CW风车草总生物量达到了试验最高值,与未加PFOS的处理组相比,生物量增长了16.05%。在高质量浓度PFOS胁迫下,3种人工湿地化学需氧量(Cemical Oxygen Demand, COD)、NH3-N、总氮(Total Nitrogen, TN)和总磷(Total Phosphorus, TP)的去除效果均有所降低。其中,与对照组(无PFOS)相比,IBA-CW对COD、NH3-N、TN、TP的去除率分别降低了(4.23±0.21)百分点、(10.50±0.45)百分点、(13.33±0.51)百分点和(6.87±0.25)百分点,比其他两种湿地降幅小。3种人工湿地均可以有效去除废水中的PFOS,IBA-CW对PFOS的去除率优于CW和IB-CW。3种人工湿地中填料吸附占比均大于植物占比,IBA-CW中填料贡献率比CW高12.90百分点,比IB-CW高5.51百分点。

固定化菌藻强化生物滞留池脱氮除磷效果

针对传统生物滞留池对氮磷去除效果较差的问题,开展固定化菌藻填料淋洗试验和不同配比固定化菌藻填料的生物滞留池脱氮除磷效果研究。将固定化菌藻填料在去离子水中连续淋洗,研究营养物的释放特征,同时分别设置固定化菌藻填料占填料层的2/5(G1组)和占填料层的4/5(G2组),分析其在不同淹没高度(0、30、60 cm)和落干期下的脱氮除磷效果。结果表明:固定化菌藻填料在前8次淋洗中,未检测出总磷(TP)、总氮(TN),菌藻经过固定化后适合作为生物滞留池填料的改良剂;生物滞留池对氨氮(NH_(3)-N)、TN的去除率随淹没高度的增加而提高,淹没高度为60 cm时,G1、G2组对NH_(3)-N的平均去除率分别为68.25%和72.00%,对TN的平均去除率分别为64.20%和68.70%;淹没高度分别为0和60 cm时,G1、G2组对TP的去除率分别为79.50%和78.00%、70.05%和71.00%,而淹没高度为30 cm时,G2组对TP的去除率最高,达86.00%;落干期从2 d延长至8 d时,NH_(3)-N和TN去除率分别从最高的69.38%和67.10%降至最低的55.13%和57.70%,对TP的去除率从最低的75.50%升至90.00%。固定化菌藻填料有效提高了生物滞留池脱氮除磷性能。

固定化菌藻小球去除猪场废水中氨氮的研究

菌藻共生体系对猪场废水中的氨氮去除效果良好,但游离的菌藻易流失,将菌藻进行有效粘附是目前该体系的研究热点。以聚乙烯醇—海藻酸钠为载体,采用包埋法将光合细菌和混合藻液制备成固定化菌藻小球,考察其物理特性及最优制备条件,并探讨其对猪场废水中氨氮的去除效果。实验结果表明,固定化菌藻小球的最佳制备条件为:海藻酸钠投加量0.14%(m/V)、光合细菌包埋量1.18×10^(10) cfu/mL、包埋时间3.46 h。对于初始氨氮浓度为500 mg/L的猪场废水,在不调节废水pH的条件下,经过10 g/L的固定化菌藻小球处理12 d后,氨氮去除率高达93.3%。

固定化梅尼小环藻处理含Cd废水的研究

采用水藻固定化技术对含Cd废水进行了吸附研究。结果表明:在pH值、温度、初始重金属浓度、吸附时间等影响因素中,pH值对固定藻吸附重金属的影响最大,其次是初始重金属浓度,吸附时间的影响最小。梅尼小环藻吸附Cd^(2+)的最佳条件是:pH值为7,Cd2+的初始浓度20 mg/L,吸附温度30℃,吸附时间40 min。当采用固定吸附柱吸附原废水时,对Cd、Hg、Cr的去除率分别达到56.44%、49.10%和43.49%。

固定化栅藻对污水的净化及其生理特征的变化

将斜生栅藻包埋固定在褐藻酸钙凝胶胶珠中。对人工配制的污水进行净化，研究其对污水中氨氮和正磷酸盐的净化效率以及净化过程中藻类的生长，叶绿素α含量、光合强度和过氧化物酶活性的变化。并与未固定的斜生栅藻（悬浮藻）进行对照比较，结果表明，由于固定化提高了斜生栅藻的合成代谢生理活性，延迟衰老。

固定化藻膜去除水中氮磷的模拟研究

针对富营养化水体生物修复和污水深度处理氮磷的去除,将细颤藻、水绵、水网藻、栅裂藻固定在纤维填料上,形成固定化藻膜。用固定化藻膜处理模拟富营养化湖水、实际富营养化湖水、城市污水二级出水、低质量浓度生活污水,考察固定化藻膜去除氮磷的效果。实验结果表明,固定化藻膜具有良好的去除磷、氨氮能力,对水中有机物去除也有一定的促进作用。对TP质量浓度小于5.0mg·L-1,NH4+-N质量浓度小于34.0mg·L-1的污染水体,四种藻膜都有良好的去除氮磷能力,其中栅裂藻去除TP、NH4+-N的能力最强。综合除污能力和藻细胞的可固定性,水绵应是最佳的备选藻种。研究结果显示,固定化藻膜具有良好的除污性能,预示了悬浮载体将在水体生物修复、氧化塘污水处理方面具有重要的潜在应用价值。

固定化的栅藻深度脱氮和除磷能力

将栅藻包埋固定在筛网上,经饥饿处理,在平行板式生物反应器中对人工污水进行深度净化后,测定藻细胞生长期和饥饿时间对NH4+-N和PO43--P去除效率影响以及净化前后藻细胞生理变化的结果表明,生长静止初期藻细胞的氮和磷去除率高于对数期的,细胞饥饿48h的氮和磷去除率大于饥饿24和12h,第2个循环中处理4h的氨氮和磷的去除率可分别达到90%和70%以上。

固定化栅藻对市政污水中氮、磷营养盐的深度净化

利用固定化藻类的生物富积作用净化污水中的氮和磷,将栅藻包埋固定在褐藻酸钙凝胶胶球中,对人工污水进行深度净化.研究藻细胞年龄和饥饿处理时间对污水中NH4+-N和PO43--P的净化效率以及净化过程中藻类叶绿素a含量变化.结果表明:静止初期藻细胞对NH4+-N和PO43--P去除率比指数末期高,处理5d后,静止初期细胞对NH4+-N和PO43--P的去除率分别为76.7%及91.7%,指数末期细胞氮、磷的去除率分别为75.4%和88.7%;饥饿处理可明显提高藻细胞对NH4+-N和PO43--P的去除效率,藻细胞饥饿时间对NH4+-N和PO43--P去除率的影响大小依次为48h,72h,24h,0h.

藻多糖对固定化藻蓝蛋白抑癌作用的影响

目的 : 研究螺旋藻多糖 (PSP)对固定化藻蓝蛋白 (PC)抑癌作用的影响。方法 : 钝顶螺旋藻经热水抽提 ,脱蛋白 ,醇沉淀得粗多糖 PSP,PSP经 DEAE-Sephadex柱层析得到组分多糖 PSP 和 PSP 。将 PSP 溶液添加在接枝有 PC的组织培养聚苯乙烯培养孔内 ,对人胰腺癌SW1 990细胞进行无血清培养 48h。结果 : PSP浓度为 1 5 mg/L时 ,以多糖对癌细胞生长的抑制作用为主 ,而在 1 0 ,1 7.5 ,2 5 mg/L浓度时均以固定化 PC的抑制作用为主 ,多糖有一定的协同作用。固定化 PC浓度以 0 .0 2 mg/well为最佳浓度 ,对胰腺癌 SW1 990细胞的抑制作用最强 ,在 1 7.5mg/L PSP存在下 ,抑制率最高可达到 86%。结论 : 表面吸附 PSP可以进一步提高接枝

固定化藻类对海水养殖废水中氨氮·无机磷的净化效果

[目的]明确固定化藻类技术应用于净化海水养殖废水的可行性。[方法]采用海藻酸钙凝胶包埋固定的方法,将培养至对数末期的普通小球藻进行固定,制备3、4、5 mm不同粒径的固定化藻球,比较悬浮藻与不同粒径固定化藻球对海水养殖废水中氨氮和无机磷的去除率及微藻的生长特性。并选择直径为4 mm的藻球、空白胶球、悬浮藻液分别按10%和15%的填充率投放入海水养殖废水中,研究不同填充率条件下藻球对海水养殖废水中氨氮和无机磷的净化效果。[结果]4 mm固定化藻球对海水养殖废水中氨氮、无机磷的去除率较高,填充率为15%条件下去除效果更佳,但藻细胞生长被延缓。[结论]该研究可为固定化小球藻处理海水养殖废水的工厂化应用提供科学依据。

固定化菌藻系统及对污水中氮磷营养盐的净化效果

利用海藻酸钙分别包埋固定小球藻、活性污泥及其两者混合物。研究固定态小球藻与悬浮态小球藻对污水中氮磷营养盐的处理效果,实验结果表明固定态藻对氮磷的去除效果明显优于悬浮态藻,其原因主要由于海藻酸钙凝胶对氮磷的吸附,系统pH值提高引起氨的气提及磷酸盐的沉淀作用。研究固定化藻、固定化活性污泥及共固定化菌藻分别对污水中氮磷营养盐的处理效果,在同等条件下,固定化菌藻对氮磷的去除效果优于固定化活性污泥和固定化藻类。这项研究显示菌藻共生在污水处理中具有较大的潜力。

光照对固定化菌藻反应器脱氮除磷效率的影响

采用气升式反应器对日光灯光暗比、日光灯光源和二极管光源在固定化菌藻共生系统去除氮磷的作用进行试验研究。结果表明:延长光照时间有利于该系统对NH4+-N、PO43--P的去除,采用日光灯光源去除效果优于采用二极管光源。

菌藻混合固定化及其对污水的净化实验

对菌藻共固定化系统进行研究,初步确定菌藻共固定化中较佳的污泥包埋量。在同等条件下,固定化菌藻对氮磷的去除效果优于固定化细菌和固定化藻类的去除效果。对氨氮和磷酸盐磷去除能力的48 h实验结果表明,按去除率的大小排列为:固定化菌藻>固定化小球藻>固定化细菌,固定化菌藻对NH4+-N和PO43--P的去除率分别达到97.09%和88.69%,可见把细菌和藻类共同包埋于同一载体内,在同时去除污水中的氮磷和有机物方面有着更大的优势。

藻菌固定化去除污水中氮磷营养物质的初步研究

用褐藻酸钙分别固定小球藻、细菌以及菌藻可用于人工污水的处理。实验结果表明,固定化菌藻对氮磷的去除效果优于固定化细菌和固定化藻类;在污水中添加葡萄糖的条件下,菌藻固定化胶球在44h时对NH+4-N和PO43--P分别达到100%和89.8%的去除率。并且还发现,在氮磷比为5∶1的条件下,菌藻固定化胶球对氮和磷的去除效果最好。

汞对固定化斜生栅藻净化污水及其生理特征的影响

研究了在不同Ｈｇ浓度条件下，固定化斜生栅藻对污水中氨氮、正磷酸盐和Ｈｇ的净化效率及其生理特征变化．结果表明，固定藻的净化效率和对Ｈｇ毒性的抗性明显高于悬浮藻．０．２ｍｇ·Ｌ（－１）Ｈｇ对固定藻的净化效率无影响，并对－Ｐ的吸收有刺激促进作用，而悬浮藻的开始下降；从０．８－１．４ｍｇ·Ｌ（－１），随着Ｈｇ浓度的增加，固定藻对氨氮和正磷酸盐的净化效率逐渐下降，而悬浮藻的则急剧下降；固定藻对汞的去除随汞浓度的增加而增加．同时，固定藻的生长ＯＤ值、叶绿素含量、光合强度和过氧化物酶活性亦随汞浓度的增加而逐渐下降．

固定化与游离态小球藻脱氮除磷对比研究

对固定化与游离态小球藻脱氮、除磷进行对比研究,结果表明固定化藻在2d内对NH4+-N和PO43--P的净化效率比悬浮态藻分别高23.14%和35.19%。固定化后初期会对藻细胞的生长产生影响,使得固定化藻的数量增长慢于悬浮态藻的生长,但在较短时间(24h左右)内细胞的活性即可恢复,并保持持续生长,这说明固定化没有对细胞产生不可恢复的损伤。固定化藻技术不仅保留了悬浮态藻的优点,而且使得藻对氮、磷的去除率有较大提高,对藻细胞起到了保护作用,延长藻细胞的生长期,有利于细胞更多地吸收氮、磷。

固定化菌藻组合对含油污水的处理研究

[目的]优化固定化菌藻对含油污水的降解条件。[方法]首先，研究了固定化菌藻组合对含油污水的处理效果，并对降解前后的原油进行红外光谱、GC-F1D及GC—MS分析，然后考察了原油浓度、降解温度、溶液pH、溶液盐度等条件对固定化菌藻降解原油效果的影响，最后对固定化菌藻的可重复利用性能进行研究。l结果l经过15d的降解，固定化菌藻对3g／L原油的降解率可达91．8％。固定化菌藻与固定化单菌、固定化单藻相比，菌藻组合表现出协同作用，对主要的正构烷烃及多环芳烃的去除效率增加。当原油浓度为1—7g/L，pH为6～8，温度为25～35℃，NaCl浓度〈1．5％时，固定化菌藻具有较高的生物量，并对原油具有较高的去除率。固定化菌藻重复利用3次以内（每次5d），对其降解原油的性能影响不大。[结论]该研究为固定化菌藻组合对含油污水的处理提供了理论依据。

纤维材料固定化栅藻净化生活污水及其影响因素研究

将栅藻吸附固定在纤维材料上形成藻类生物膜,并利用该生物膜对污水进行脱氮除磷研究。考察藻细胞不同生长时期、饥饿处理、污水初始pH值对藻膜去除氨氮和正磷酸盐效率的影响,并选取最优试验条件对实际生活二级出水进行深度净化。结果表明,稳定期藻细胞对氮磷去除效果较好,5 d后对氨氮、正磷酸盐的去除率分别达88.5%、87.8%;饥饿处理48 h的藻细胞对氮磷去除率最高,5 d后对氨氮和正磷酸盐去除率分别为90.2%、89.3%;污水初始pH值偏碱性更有利于藻细胞脱氮除磷。选取稳定期饥饿处理48 h后微藻藻膜对实际生活二级出水处理结果显示,5 d后总氮含量由11.90 mg/L降至1.86 mg/L,总磷含量由0.84 mg/L降至0.11 mg/L,氨氮含量由1.46 mg/L降至0.04 mg/L,正磷酸盐含量由0.160 mg/L降至0.010 mg/L。

4种载体固定化菌藻对景观水体的脱氮效果

采用4种不同载体于自然湖泊中着生菌藻挂膜,构成菌藻共生系统,用于景观水体脱氮效果研究.结果表明:4种填料对景观水体的总氮、硝态氮和亚硝态氮均有较好的去除效果,对氨氮的去除效果稍差;其中,组合式双环填料对总氮、氨氮、硝态氮和亚硝态氮的累积去除率分别为84. 65%,26. 80%,88. 90%,88. 47%,脱氮效果优于其他3种填料.因此,菌藻共生系统对有机物含量较高的景观水体具有较好的净化效果.