管式藻类生物膜—超滤膜装置处理生活污水的试验研究

生活污水提标处理和资源化利用已成为城市水环境治理的重要趋势,为了进一步提高污水处理效果、降低处理能耗,设计了一套管式藻类生物膜—超滤膜污水处理装置。研究了该装置在不同水力停留时间(HRT)和不同光照模式下的污水处理效果,实验结果表明:HRT设为5 d时,藻类生物膜对污染物的去除效果最佳,COD,TP,TN,NH_(4)^(+)-N的平均去除率分别为91.69%,97.37%,81.06%,92.62%;该装置在自然光源加人工补光的模式下,污染物去除效果最好,COD,TP,TN,NH_(4)^(+)-N的平均出水浓度分别为20.39,0.12,3.53,1.17 mg/L;经超滤膜处理后,悬浮藻几乎去除,平均出水藻类光密度(OD680)仅为0.01。该装置为微藻水处理技术的工程应用提供了参考。

利用藻类生物膜技术处理生活污水研究

采用藻类生物膜工艺处理生活污水,着重考察了对氮、磷的去除效果。结果表明,在静态试验中,当光照度为3 500 lx时藻类生物膜工艺对氮、磷的去除效果明显,对总磷、TN、氨氮、COD的去除率分别达到了98.17%、88%、89%、93.61%。在24 d的动态连续流试验中,当水力停留时间为5 d时藻类生物膜装置处理效果稳定,其中出水TP平均浓度为0.42 mg/L,平均去除率达到了95.38%;出水TN和NH3-N平均浓度分别为4.22 mg/L和2.16 mg/L,平均去除率分别为83.93%和82.38%;出水COD平均浓度为38.34 mg/L,平均去除率达到了92.31%。出水TP、TN、氨氮和COD浓度均达到了《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)的一级A标准。

藻-菌生物膜法改善富营养化水体水质的效果

将一种由改性高分子材料制成的人工水草作藻 菌生物膜的载体 ,来改善富营养化水体水质 .2次实验结果表明 :人工水草的布设可以明显抑制藻类的生长 ,在第 11d将水体透明度由 6cm提高到 6 2cm ;对CODMn、TP、TN和NH+ 4 N的削减率依次为 92 89%、4 9 2 5 %、94 97%和 70 15 % ;人工水草的布设对DO也能维持在一定水平 ;当人工水草高度与水深比为 0 7时 ,布设人工水草最经济、适宜的密度范围为 8～ 16株 /m2 .

胞外聚合物(EPS)在藻菌生物膜去除污水中Cd的作用

藻菌生物膜在自然水体和污水生物处理工艺中普遍存在,它们在去除水体中重金属起重要作用。笔者在室内模拟实验的基础上,探讨了丝藻(Ulothrixsp.)-细菌生物膜所分泌的胞外聚合物(EPS)与藻菌生物膜去除毒性金属Cd之间的关系。研究结果表明,EPS主要由丝藻产生,其含量与污水中Cd的去除效率及生物膜中Cd的积累量之间相关性良好。而且,丝藻所分泌的EPS为与其共生的细菌及其本身提供了一个缓冲Cd毒性的微环境,这使藻菌生物膜能在不利的环境中保持较高的活性并能持续有效地去除水体中的Cd。

鞘丝藻和颤藻对污水净化能力的实验研究

在反应器中装满填料并接种鞘丝藻和颤藻，经培养驯化后填料上生长藻类膜。藻类膜能大大提高藻类的浓度，其处理效果优于普通 的悬浮藻系统。藻类利用污水中的氮源和磷源来合成细胞物质，3d 时间对氨氯的去除率可以达到81． 5%，对磷酸盐的去除率可以达到94． 4%，同时使出水中溶解氧含量明显提高，水质大大改善。藻类在填料上挂膜容易，易于脱落以保持活性，并易于和水分离。

溶藻菌对受污染水源水除藻及脱氮特性研究

针对我国水源地藻类污染日趋严重等问题,利用前期分离获得的溶藻菌Streptomyces sp.HJC-D1研究固定化微生物技术强化污染水源水除藻以及脱氮性能。结果表明,对照组和试验组的水体叶绿素a平均去除率分别为(71.66±5.35)%和(80.94±4.36)%,NH4+—N的平均去除率为(77.76±2.83)%和(72.36±3.18)%,而高锰酸盐指数(CODMn)平均去除率为(24.99±1.52)%和(18.74±1.38)%;不同曝气条件的影响研究发现,曝气/停曝时间比2:4、曝气量60 L.h-1工况下,系统CODMn和NH4+—N去除率均有所提高,相比对照组NO3-—N积累更为明显;水力停留时间(HRT)变化对系统NH4+—N、CODMn等的去除影响不大,但缩短HRT时叶绿素a去除率有所降低;分析反应器内填料表面微生物相发现,试验组填料表面有溶藻菌富集,推测对照组除藻主要通过填料对藻类的吸附去除,而试验组则是藻类吸附在填料表面后通过溶藻微生物实现藻类去除。

光强对菌藻共生生物膜群落结构的影响

为探讨养殖池塘水质条件下,光强变化对菌藻共生生物膜内细菌的时空分布、群落结构的影响,构建了3组菌藻共生生物膜反应器,设置光照强度依次为0,4750,7580 lx。结果表明,对照组、1#试验组及2#试验组在试验过程中平均水温分别为(24.9±0.2),(24.9±0.3),(25±0.2)℃,平均pH值分别为6.07±0.99,6.42±0.76,6.70±0.68,平均溶解氧质量浓度分别为(6.15±1.21),(6.80±0.92),(7.14±0.68)mg/L,平均叶绿素质量浓度分别为(0.71±0.42),(5.25±2.36),(235.12±86.06)μg/L。不同光照环境下的菌藻共生生物膜水质环境和群落结构差异较大。

菌藻共生生物膜对重金属镉的去除

为了解淡水中存在的藻类及其伴生细菌所形成的菌藻共生系统对污水中微量重金属镉的去除作用,通过对菌藻生物膜上多聚糖、ATP的测定,研究淡水菌藻生物膜与镉的去除关系及温度、pH、离子浓度对去除效率的影响.结果表明,淡水中藻类及其伴生细菌对污水中镉离子有较强的去除能力,其适宜温度在25~40℃之间,最适温度为30℃,pH值在6~9之间处理效果较好,最佳pH为6.当镉离子初始浓度小于20mg/L时,生物膜分泌的多聚糖与水中镉离子去除率呈正相关,相关系数R2在0.909 3~0.945 9之间.利用菌藻共生生物膜处理低浓度重金属镉,重金属去除率高.

刚毛藻—生物膜共生系统修复富营养化湖水的模拟研究

针对富营养化源水中有机物、氮、磷污染物的去除,将着生藻类刚毛藻(Chadophorasle)与生物膜相结合,组成刚毛藻(Chadophorasle)-生物膜共生系统,实现同时去除富营养化源水中各种污染物。用两套系统分别模拟富营养化湖泊湖水透光区和湖水的生物修复过程。结果表明,在自然条件下,刚毛藻(Chadophorasle)-生物膜共生系统可以有效地降低水中的有机物、氨氮、总氮、总磷含量及UV254吸光度和浊度值。生物修复系统在透光区具有良好的抗污染冲击负荷能力,可在短时间内将水质恢复正常。此外,生物修复系统还可降低浮游藻类生物浓度,降低微型藻百分含量,增加浮游藻类生物的多样性。所以,该生物修复系统不仅可改善水的物理化学指标,而且可降低水中浮游藻类生物的浓度,降低微藻的百分含量,促使生物系统向多样化方向演替。这种技术为水源水的保护、富营养化水的生物修复,提供了新的途径。

再生水补给的模拟景观水体中藻生物膜特性研究

以西安市某再生水厂出水为水源,通过模拟景观水体中藻生物膜的生长,探索水体固相介质接触面藻生物膜的滋生、时空变化及组成特征.试验结果表明,不同时间和不同位置藻生物膜中的藻数量、藻种分布及物质组成存在明显差异.单位面积藻生物膜中的碳氮磷含量、藻数量、EPS含量及铁锰含量随时间逐渐增加,在试验运行第65天时达到最大值,然后随脱落降低;试验过程中,中层藻生物膜中的TCOD、TN和TP的平均含量、藻数量、EPS含量均明显高于上层和下层的对应值,藻生物膜的这种层间差异可能主要与光照有关.总之,粘附于固相介质表面的藻生物膜,可吸收利用再生水中的营养物、吸附富集再生水中的铁锰等金属离子,一定程度上可缓解再生水补给的景观水体富营养化和重金属污染问题,但需通过主动控制的方式以避免其引起水体景观效应降低的负面影响.

胞外聚合物(EPS)在藻菌生物膜去除污水中Cd的作用

基于藻菌生物膜在自然水体和污水生物处理工艺中起到去除水体中重金属的重要作用 ,在室内模拟实验的基础上探讨了丝藻 (Ulothrix sp.) -细菌生物膜所分泌的胞外聚合物 (EPS)与藻菌生物膜去除毒性金属 Cd之间的关系 .研究结果表明 :EPS主要由丝藻产生 ,其含量与污水中 Cd的去除率及生物膜中 Cd的积累量之间相关性良好 .处理含 Cd污水生物膜和对照组的生物膜 ATP的含量比较表明 :Cd对藻菌生物膜整体上具有一定的毒性 ,并在一定程度上抑制了生物膜的活性和生物量的增长 .而且 ,丝藻所分泌的 EPS为与其共生的细菌及其本身提供了一个缓冲 Cd毒性的微环境 ,这使藻菌生物膜能在不利的环境中保持较高的活性并能持续有效地去除水体中的Cd.

藻菌生物膜对废水Cu^(2+)吸附及其胞外聚合物变化研究

通过对城市湖水的藻菌富集挂膜得到藻菌生物膜,研究生物膜在不同条件下对含Cu^(2+)废水的处理效果及其胞外聚合物(EPS)的变化,验证其连续处理含Cu^(2+)废水应用的可行性。结果表明:该生物膜对Cu^(2+)的耐受值达15mg/L,当pH值为5,温度为35℃时处理效果最佳;生物膜对Cu^(2+)的吸附在24 h时可近似达到平衡,Cu^(2+)吸附量和去除率分别为2.303 mg和57.59%;同时,生物膜连续处理ρ(Cu^(2+))为16 mg/L的模拟废水具有良好的稳定性,50 d时的去除率约为95%;藻菌生物膜通过合成多聚糖来抵抗胁迫环境,但整体而言,胞外聚合物含量随受胁迫程度的增加而降低。研究显示藻菌生物膜对低浓度含Cu^(2+)废水具有良好的处理效果,具备一定实际应用前景。

我国污染河流治理与修复技术现状

文章针对我国河流污染现状及存在问题,重点介绍了国内外的几种污染河流治理技术,结合我国河流污染特点,分别分析了人工曝气、化学絮凝、化学除藻、植物修复、微生物修复及生物膜法修复等各类技术的优缺点和适用性,提出了对于污染河流治理修复技术选择应考虑的主要因素和基本原则,为我国河流污染治理提供参考。

原位生物膜技术去除水源藻类研究

考察了原位生物膜技术对水源水中藻类的去除率。试验结果表明:原位生物膜技术对藻类具有较好的去除效果,去除率稳定在80%左右;随着水力停留时间的延长,藻类去除率显著增加。对于除藻而言,水力停留时间5h较为合适。生物膜+高锰酸钾联用技术对藻类的去除率进一步提高,当高锰酸钾投量为0.75mg/L时,藻类去除率可以达到90%。试验期间,原位生物膜技术对有机物、氨氮的去除率分别稳定在40%、80%左右。由此可见,在水源水中采用原位生物膜技术是解决水厂除藻问题的一个重要途径。

藻菌生物膜处理含镍废水及其胞外聚合物变化研究

为探究藻菌生物膜处理含镍废水的可行性,对自然城市水体的藻菌富集挂膜得到藻菌生物膜,并在不同运行参数下对含镍溶液进行处理,研究镍的吸附量及藻菌生物膜胞外聚合物(EPS)含量在不同条件下的变化。结果表明,经富集挂膜的藻类属于绿藻门小球藻属,其对含镍废水有较高的处理效果,在pH为8、温度为35℃时处理效果最佳;且能在3 d内达到镍吸附平衡,去除率达70%以上,同时,藻菌生物膜多聚糖含量随时间的变化与镍吸附量呈一定的正相关,证明其为镍吸附中的主要作用物质,而ATP含量则更能反映藻菌生物膜受胁迫的过程。藻菌生物膜在镍的胁迫下,胞外聚合物含量随胁迫程度升高而减少;从吸附量来看,其对镍的耐受值为10 mg/L,在此范围内,吸附量随镍浓度的升高而升高,最高达2.358 mg,继续升高镍浓度则吸附量明显下降。

沉水植物附植生物膜藻类组成及重金属累积特征

沉水植物表面常富集水体中有机质、泥沙、菌胶团、藻类、微生物等形成附植生物膜,在湖泊生物地球化学循环过程中具有重要作用.在草海选取金鱼藻(Ceratophyllum demersum)、微齿眼子菜(Potamogeton maackianus)和光叶眼子菜(Potamogeton lucens L.)3种不同叶形的沉水植物,研究附植生物膜的形貌结构、理化特征、藻类及其重金属镉(Cd)、铅(Pb)累积特征.结果表明:3种沉水植物附植生物膜上共鉴定出藻类6门8纲17目29科65属81种,主要为蓝藻、绿藻和硅藻,不同附植生物膜藻类功能群组成不同,冗余分析表明,水环境因子能解释藻类功能群变化的88.3%;3种沉水植物附植生物膜铁(Fe)、锰(Mn)、总氮(TN)、总磷(TP)含量变化规律一致,均为:金鱼藻>微齿眼子菜>光叶眼子菜;附植生物膜中重金属的累积具有选择性,Pb大量累积(11.41~41.31mg/kg),Cd累积含量较低(0.59~5.76mg/kg)且与植物相当(0.44~5.56mg/kg),附植生物膜中Pb累积含量与生物膜中隐藻门、硅藻门藻类生物量、Fe、Mn及TN含量呈显著相关,但Cd累积与生物膜各指标均无显著相关性.附植生物膜在草型湖泊污染物归趋转化中的作用值得关注.

附着在不同微塑料表面的藻类结构与群落组成

选取水环境中常见的4种微塑料介质(聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯(PE)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET))和一种自然介质(鹅卵石)进行野外生物膜的培养,以探究不同类型介质表面附着的生物膜的表观结构和藻类群落组成的差异特征.结果表明,鹅卵石与微塑料介质上的生物膜的形貌结构及藻类含量与组成特性均存在一定差异:在微塑料介质表面附着的藻类叶绿素a浓度普遍低于自然介质.实验进一步发现,不同的微塑料类型同样会对生物膜藻类含量以及功能特性存在一定影响:PET片上附着的藻类叶绿素a浓度最高(613.7μg/L),PP片上最低(492.5μg/L);然而,PP片上藻类的光合作用最大量子产量最高(0.443).以上结论说明微塑料会改变附着藻类的生长情况和初级生产力,进而可能影响生物膜在水体中的碳循环过程,对水体净化及污染治理产生一定影响.

藻菌生物膜对废水中重金属处理的研究

重金属污染对环境以及人体有严重影响,同时也是目前危害最大的水污染问题之一.介绍藻菌生物膜及胞外聚合物的特点及其对废水中重金属的处理现状及机理.传统方法在当今社会的局限性越发明显,利用藻菌生物膜法处理重金属废水的优势越发明显.

藻菌生物膜胞外聚合物与铅锌尾矿重金属的络合配位作用

矿产资源开采冶炼产生大量尾矿渣,其中富含的可溶性重金属引发的生态环境问题日益突显.铅锌矿是我国重要的矿产资源,尾矿露天堆放使得其富含的可溶性重金属淋溶迁移,对矿区周边地表环境造成严重污染.为探明自然水体环境中的藻菌生物膜与重金属的作用机理,采用三维荧光光谱技术研究干旱区天然湖泊中的藻菌生物膜EPS(胞外聚合物)与铅锌尾矿渣中5种重金属离子的络合配位作用.结果表明:(1)从藻菌生物膜EPS荧光光谱图中可检测出两个荧光峰,均来源于芳香类蛋白酪氨酸物质;(2)铅锌尾矿淋滤液中的重金属元素主要包括Pb、Co、Ni、Zn和Cd,且这5种金属离子均能有效淬灭EPS的荧光强度;(3)荧光淬灭滴定试验得出,Pb^(2+)与EPS的络合能力最强,最大络合常数为4.523 1,最大结合位点数为1.177 5;Cd^(2+)与EPS的络合能力最弱,最大络合常数为1.957 1,最大结合位点数为0.684 8;Co^(2+)、Ni^(2+)和Zn^(2+)与EPS的络合能力相似.研究显示,藻菌生物膜EPS中含有的荧光基团与重金属离子的作用强度与金属离子的类型相关,二者的络合配位作用可能会影响重金属在水环境中的化学形态、迁移、生物有效性和生态毒性.

藻类加工污水处理方法研究进展

随着我国藻类养殖业的迅速发展,藻类加工产生的污水排放问题越来越严峻.藻类加工产生的污水不仅对环境造成破坏,而且还制约整个产业循环良性发展.目前的污水处理方法有物理法、化学法、生物法等.对藻类加工污水处理的各种方法进行了详细分析,以期为海藻加工者了解藻类加工污水处理原理与技术提供知识借鉴,进一步完善我国藻类加工污水处理方法,促进我国藻类产业的协同发展.