藻菌系统降解偶氮染料的机理研究

研究了藻、菌及藻菌共存系统对偶氮染料降解的机理.50种偶氮染料的降解试验表明,多数偶氮染料可被藻、菌或二者共存系统所降解.藻也能单独降解偶氮染料,其降解机理基本一致:偶氮化合物的偶氮双键首先被还原裂解,产生芳香胺,芳香胺再被进一步降解.偶氮双键还原是由偶氮还原酶催化的.偶氮还原酶受氧抑制.芳香胺的降解是需氧的.

藻菌系统对偶氮染料降解作用的研究

研究了藻菌系统对偶氮染料降解的可能性,机理和环境条件的影响,49种不同类型的偶氮染料降解试验表明,藻菌对染料有较好的降解作用.发现藻类也能直接参与染料的降解,动摇了藻类在稳定塘有机物降解过程中仅能为好氧菌供氧的传统观念.根据典型染料实验研究表明,该系统降解偶氮染料的机理是:染料先被藻菌降解成芳香胺.尔后芳香胺在有氧条件下进一步降解成无机物;在无氧条件下,芳香胺降解受阻。环境条件试验表明,在相当广的pH值、温度、光强和碳源营养水平条件下,该系统仍有较高的降解效果。

响应面法优化藻菌污水处理系统曝气条件研究

通过响应面法优化藻菌共生系统污水深度处理时的工艺参数,可以进一步提升藻菌共生系统污水处理的能力。文章利用响应面法优化藻菌共生系统中的曝气量和CO_(2)体积分数,分析响应面法对营养物质去除率的影响,以获得最佳的去除率。结果表明:总氮(Total Nitrogen,TN)、氨氮(NH_(3)-N)的去除率受到曝气量的影响较为显著,而总磷(Total Phosphorus,TP)、化学需氧量(Chemical Oxygen Demand,COD)的去除率更容易受到CO_(2)体积分数的影响;通过响应面法预测的最优曝气条件为曝气量0.639 L/min、CO_(2)体积分数3.849%,在此条件下,TN、TP、NH_(3)-N、COD在2 d内去除率最大,分别达到70.040%、72.925%、100%和83.612%。

海藻酸钠-活性炭固定化藻菌球的制备及其对碱性橙Ⅱ的降解

以海藻酸钠和活性炭为包埋剂、CaCl_(2)为交联剂,采用吸附-包埋法制备了固定化藻菌球,处理偶氮染料碱性橙Ⅱ.通过响应面法优化了制备条件,采用扫描电镜观察了藻菌球外部和内部的结构,并考察了其重复利用性能.结果表明,藻菌球的最佳制备条件为:海藻酸钠、活性炭、CaCl_(2)质量浓度分别为2.58%、0.838%、2%;固定化生物量为1.139%(质量浓度),泥和藻的质量比为2:1;固定化时间为14h.当进水染料浓度在50~250mg/L,进水pH值在6~10.5范围内,脱色率均可达到90%以上,TOC的去除率在74%~90%之间.由紫外-可见全波长扫描图谱和GC-MS扫描图谱可知,碱性橙Ⅱ中的氮氮双键、共轭体系以及苯环结构均被破坏,发生脱色降解反应,实现了对该偶氮染料的矿化.藻菌球经过5次重复利用,仍可保持较高的脱色率和TOC去除率.

高效藻类塘藻菌共生系统的培养

采用生活污水对高效藻类塘进行藻类培养驯化,在水深为0.5 m、流速为0.35 m/s以及气候适宜的条件下约4 d可培养成功。培养完成时优势藻为四尾栅藻(Scenedesmus quadricau-da),叶绿素a浓度为0.28 mg/L。通过分析塘内NO3--N和NO2--N浓度的变化规律发现,在藻、菌培养过程中存在藻类、亚硝酸菌、硝酸菌依次生长过程。高效藻类塘培养简单、启动快,有利于其在农村地区的推广应用。

藻菌共生系统在城市污水处理中的研究与应用

藻类可用于污水处理去除污水中的氮磷营养及重金属离子等污染物。利用藻菌共生处理污水的工艺包括传统稳定塘、高效率藻类塘(HRAP)、“活性藻”工艺和固定化藻菌共生处理系统等。国内外对藻菌共生处理污水进行了大量实验室和试验性研究应用。本文主要介绍了国内外利用藻菌共生处理城市污水的研究应用状况和发展趋势。

响应面法优化藻菌共生系统氮磷去除能力研究

对污水处理厂二级出水进行深度处理可以有效缓解水体富营养化,相比于活性污泥法,藻菌共生系统对氮磷的去除更加高效。文章选用小球藻与活性污泥共生系统,针对光照强度、曝气量、CO2体积分数进行了单因素实验和响应面实验。结果表明:在单因素方面,柱状光生物反应器中的光照强度、曝气量、CO2体积分数对藻菌共生系统的效率有很大的影响,当光照强度为5000 lx,曝气量为0.6 L/min,CO2体积分数为10%时,藻菌共生系统拥有最佳的去除效率;而在响应面方面,当最优条件为光照强度为5000 lx,曝气量为0.6 L/min,CO2为10.5%时,得到的结论与单因素分析实验基本一致;NH3-N和TP的去除率最高可分别达到97.3%、96.4%,而且持续的曝气避免了硝化作用和反硝化作用,对活性污泥法的复杂工艺起到了简化作用。

藻菌共生系统处理污水的研究进展

藻菌共生系统作为一种新型的污水处理技术,不仅能高效地去除污水中的污染物,而且收获的生物质可用来生产可再生能源以及其它附加值产品(肥料、食品、饲料、化妆品等)。主要综述了藻菌之间的相互关系,即互利共生与相互抑制,藻菌共生处理污水的几种常见模式,藻菌共生系统在污水处理领域的应用以及藻菌生物质的潜在利用价值。最后对藻菌共生系统处理污水提出了改进建议并展望了未来发展的方向。

葡萄糖和L-丙氨酸对藻菌共生系统处理养殖废水的影响研究

利用莱茵衣藻(Chlamydomonas reinhardtii CC-125)与凝结芽孢杆菌(Bacillus coagulans BS32)构建藻菌共生系统,通过Biolog EcoPlate^(TM)微孔板筛选系统可利用碳源,进而研究葡萄糖和L-丙氨酸对藻菌共生系统中微藻和细菌生长的影响,并考察其对养殖废水的净化能力。结果表明,藻菌共生系统对葡萄糖衍生物类碳源具有偏好性。添加0.5 g/L葡萄糖和100μmol/L L-丙氨酸可以提高藻菌共生系统对养殖废水的处理效果,连续培养5 d后养殖废水中COD、氨氮、TN、TP去除率分别从63.21%、60.68%、58.58%、80.49%提高到72.47%、91.07%、96.65%和89.29%。在藻菌共生系统中,葡萄糖可以促进莱茵衣藻和凝结芽孢杆菌生物量的增加,微量的L-丙氨酸可作为凝结芽孢杆菌的萌发剂,刺激芽孢杆菌的萌发,加速藻菌共生系统对养殖废水中有机物的利用。

藻菌共生系统处理猪粪废水的研究

通过适应猪粪废水芽孢杆菌的筛选,以4株芽孢杆菌分别与莱茵衣藻(Chlamydomonas reinhardtii)构建共生系统.方法:通过对氨氮、总氮、总磷、化学需氧量的测定,研究藻菌共生系统产生协同作用高效率转化猪粪废水的条件.结果:与纯藻系统比较,4个藻菌共生系统对猪粪废水的处理并未表现出优势;但添加0.5 g/L葡萄糖后,4个藻菌共生系统的去除效率显著提升,B.coagulans BS32和C.reinhardtii的共生系统的去除效率提高最明显;氨氮、总氮、总磷和化学需氧量的去除效率分别提高了16.58%,28.38%,8.90%和23.04%.同时,添加0.5 g/L葡萄糖和芽孢萌发剂100μmol/L丙氨酸后,藻菌共生系统对废水的去除效率进一步提高,B.coagulans BS32和C.reinhardtii的共生系统对氨氮、总氮、总磷和化学需氧量的去除效率分别提高了18.16%,39.51%,19.84%和39.56%.结论:添加少量葡萄糖和微量丙氨酸可促进莱茵衣藻和芽孢杆菌共生系统对猪粪废水的有效转化.

利用死端式膜截留藻菌共生系统中微藻的研究

采用死端式膜法对藻菌共生系统中的微藻进行截留,通过调节反应器内藻类的停留时间和繁殖时间的关系,从4种膜组件中优选出膜组件及其工况,并考察了利用死端式膜法对藻菌共生系统中微藻的截留效果,并进行了浓差极化及反冲洗实验。结果表明,4种膜组件对微藻的截留率均可达到100%,且截留后藻类的生长活性保持率在85.7%以上。0.4μm聚乙烯中空纤维膜以膜通量大、能耗低和膜污染速率慢等性能被确定为死端式膜法微藻截留的最优膜组件,其优化工况点:曝气量30 m^3/(m^3·h),蠕动泵的输出功率8 W/m^3。死端过滤时,膜通量下降主要是膜表面滤饼层作用的结果,而影响出水流量下降的主要因素是曝气量的大小,通过反冲洗和40 k Hz超声波震动能够有效控制膜污染,其中超声开停时间分别为5、10 min、功率为7.5 W/L时膜污染的控制效果为佳。

基于藻菌共生系统的磺胺类抗生素消减过程研究

磺胺类抗生素是养殖业常见抗生素,其50-90%会随动物排泄物进入水环境,威胁生态安全。微藻生物技术是环境中抗生素处理的方法之一,藻菌共生系统具有运行成本低、去除效率高、适应性广泛、处理技术简单等优点。本文研究了藻菌微生物对两种典型磺胺类抗生素的生物修复情况,以期为基于藻菌微生物的养殖废水处理提供依据。

藻菌共生系统强化处理榨菜废水尾水的效能

针对榨菜废水尾水高盐度、高氮磷污染物的特点,以及现有处理技术存在的问题,对比研究了生物膜法、固定化小球藻以及藻菌共生系统对榨菜废水尾水的处理效能。对于有机物,生物膜法的处理效果最佳,藻菌共生系统次之,COD去除率分别为92.18%、83.10%;固定化小球藻的处理效果最差,出水COD浓度比进水增加了78.44%。对于氮、磷污染物,藻菌共生系统的处理效果最好,NH_(4)^(+)-N、TN和PO_(4)^(3-)-P去除率都达到了100%;固定化小球藻的处理效果次之,NH_(4)^(+)-N、TN和PO_(4)^(3-)-P去除率分别为100%、99.95%、96.70%;生物膜法的处理效果最差,NH_(4)^(+)-N、TN和PO_(4)^(3-)-P去除率分别为48.06%、62.80%、10.69%。可见,藻菌共生系统既具有生物膜法高效去除有机物的优点,又具有固定化小球藻高效脱氮除磷的优点,为榨菜废水尾水处理提供了一种高效可行的方法。

高效藻类塘系统处理太湖地区农村生活污水的中试研究

采用二级串联高效藻类塘系统处理太湖地区农村生活污水的试验结果表明,水力停留时间为8 d条件下,该系统对CODCr、TN、TP的平均去除率分别为69．4％、41．7％、45．6％,该工艺对 NH3-N的处理效果很好,平均去除率达到了90．8％。高效藻类塘系统对CODCr、TN、TP的削减量分别为16．182 g／(m2·d)、1．904 g／(m2·d)、0．154 g／(m2·d)。与传统氧化塘相比,高效藻类塘具有占地面积小、停留时间短、对污染物处理效率高等特点,而且高效藻类塘系统设备简单,建设成本低,运行能耗低,系统启动快,基本无需专人管理,因此该工艺适合在气候温暖、阳光充沛的农村地区推广应用。

宏基因组学在藻菌共生系统废水处理的研究进展

藻菌共生系统(algal-bacterial symbiotic, ABS)是一种新型的高效去除废水中的有机物和无机营养物质的废水处理技术。通过宏基因组学技术进行生物信息学分析废水中微藻和细菌复杂的相互作用,从而解释废水中氮、磷、抗生素等影响物质的去除机制。这些机制虽被广泛研究,但系统性综合整理分析不足。该文以宏基因组学为切入点,总结了藻菌共生系统中利用宏基因组学研究污染物(氮、磷、抗生素等)去除机制的具体分析应用,为今后研究提供参考。

藻菌共生体系对镇江市金山湖湖水的异位修复模拟研究

根据镇江市金山湖湖水的水质配制了模拟湖水,考察了小球藻、栅藻、铜绿微囊藻和聚球藻对模拟湖水中总氮(TN)、总磷(TP)和化学需氧量(COD)的去除效果,筛选出小球藻作为优势藻种.文中研究了小球藻的初始密度对模拟湖水中TN、TP和COD去除效果的影响.结果表明:小球藻初始密度为5×106个/m L时对TN、TP和COD的去除效果相对较好,在72 h内去除率分别可达55.1%,96.2%和55%.文中还对藻菌共生体系修复模拟湖水的效果进行了研究,确定了最佳藻菌体积比为1∶2时,TN,TP和COD的去除率分别达到62.4%,97.2%和96.2%.结果表明:藻菌共生体系可有效地对富营养化湖水进行异位修复.

生物培养物的氮磷去除及生物质产出能力研究

排放废水中的过剩氮磷引起的水体富营养化是我国水体污染中最严重的问题之一,生物培养物能够吸收、去除污水中的氮、磷和有机物等污染物,并将其转化为生物质,在废水处理和生物能源生产方面的应用前景广阔。文章选用单一微藻、混合微藻、藻-菌共生和活性污泥等4种生物培养物,分别在二级出水、BG11和合成污水中进行培养实验,分析比较其去除水体中的总磷和氨氮以及生物质产出的能力。结果表明:藻菌共生系统与藻类处理污水更具有优势,可以在第4天将二级出水处理到满足景观出水的标准;藻菌共生系统具有更高的蛋白质以及油脂的生物质产出,在培养后期的蛋白质含量为41.14%~54.12%,总脂的含量为11.83%~20.13%;氨氮与生物培养物蛋白质含量有良好的相关性。

基于正交实验的生物慢滤池水质净化效果的研究

生物慢滤池具有菌-藻共生的特性。以滤层厚度、上覆水深、滤速、氮磷比及有无藻类生长等5个因素设计混合正交实验,以TN和TP的去除效果为指标,通过优化运行参数,得到生物慢滤池(BSF)优化运行工况。结果表明,滤层厚度对TN去除效果影响显著,上覆水深和氮磷比对TN去除效果影响较为显著;有无藻类生长和氮磷比对TP去除效果影响显著。在考虑单因素和显著性影响条件下,得到BSF去除氮磷的优化工况为:在有藻状态下,水深为80 cm,滤层厚度为80 cm,进水m(N):m(P)为20:1,滤速为0.1 m/h;在此工况下,出水的TN和TP含量均低于GB18918-2002的一级A标准,且无外加碳源和除磷药剂,出水可作为景观环境用水,节约了水资源,降低了处理成本。

小球藻—芽孢杆菌共生体系处理污水的研究

为提高微藻处理污水的效率,将具有污水处理能力的小球藻,与从垃圾渗滤液中分离的两株芽孢杆菌SL1和SL2,分别构建小球藻-芽孢杆菌的藻菌共生体系:小球藻-芽孢杆菌SL1和小球藻-芽孢杆菌SL2,并将其应用于垃圾渗滤液配制污水的处理.结果显示,小球藻能够适应于所配制的高营养盐污水;芽孢杆菌SL2可以促进小球藻生长;无菌的小球藻对TN、NH4+-N、TP和CODCr的去除效率分别为45.7%,45.0%,37.9%和76.7%;而小球藻-芽孢杆菌SL1对TN、NH4+-N和TP的去除效率分别为92.0%,92.0%和81.3%;小球藻-芽孢杆菌SL2对TN,NH4+-N,TP和CODCr的去除效率为76.0%,72.0%,85.3%和94.3%.结果暗示,小球藻-芽孢杆菌共生体系比单纯微藻能更好去除垃圾渗滤液所配制的污水中氮、磷和CODCr,芽孢杆菌SL2可以促进小球藻的生长,在污水处理行业具有一定的应用潜力.

纳米颗粒及其对污水处理系统的影响综述

随着科技社会的进步,越来越多新型材料出现,纳米技术突飞猛进,由于其特殊的物理化学性质,使其应用广泛,导致其不可避免地进入污水处理厂。有研究表明,纳米颗粒对于活性污泥,生物膜以及微藻都有一定的抑制作用,可能会降低工艺对氮磷及 COD 等的去除效果,从而导致工艺结构的改变。而添加一定的纳米颗粒对于新型藻菌系统有着一定的强化作用,但添加过多时,会表现出毒害作用,因此可通过控制运行参数及培养条件以此优化藻 - 菌颗粒污泥工艺。本文整理并分析了纳米颗粒对于污水处理系统的影响并对其进行未来展望,有望为后续对于纳米颗粒对污水处理的影响研究提供一定的帮助。