藻類處理廢水論文牛浩

1、吉林化工學(xué)院環(huán)境科學(xué)與工程專業(yè)環(huán)境生物學(xué)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn) 院系:資源與環(huán)境工程學(xué)院 班級(jí)：環(huán)境科學(xué)與工程1301 姓名：牛浩 指導(dǎo)老師：鄒繼穎 學(xué)號(hào)：1310338102天然藻類處理廢水（吉林，吉林，吉林化工學(xué)院，牛浩，132022）摘要：利用藻類處理廢水、凈化富營(yíng)養(yǎng)水體,既能保護(hù)環(huán)境,又能節(jié)約資源,具有良好的生態(tài)效益和社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益1。利用天然藻類中不同培養(yǎng)方式的綠藻處理同類型廢水，以 COD 作為檢測(cè)指標(biāo)2。結(jié)果表明：在相同條件下，敞口培養(yǎng)得綠藻比封口培養(yǎng)得綠藻去除效率高。同時(shí)探討了藻類在污水處理的應(yīng)用和發(fā)展前景。關(guān)鍵詞：天然藻類；綠藻；污水處理；COD；前景Natural algae proce

2、ssing wastewater(Jilin, Jilin, Jilin institute of chemical industry, NiuHao, 131022)Abstract: the use of algae processing waste water, purify the eutrophic water body, can not only protect the environment, and can save resources and has good ecological benefit and social economic benefits 1. Differe

3、nt ways of training in the use of natural algae algae with type wastewater treatment, COD as detection index 2. Results show that under the same conditions, exposure to cultivate green algae seal training than green algae removal efficiency high. At the same time this paper discusses the application

4、 of algae in sewage treatment and development prospects.Keywords: natural algae, green algae, sewage treatment, COD, prospects前言：廢水的處理問題是我國(guó)乃至世界各國(guó)普遍關(guān)注的問題，找到一種操作簡(jiǎn)單，成本低且處理效果好的處理方法是解決問題的關(guān)鍵所在3。目前，我國(guó)絕大部分的城市污水處理廠均采用傳統(tǒng)的二級(jí)活性污泥法處理工藝，處理費(fèi)用高制約了其推廣和應(yīng)用。大量的研究結(jié)果表明4-6，即使是在資金有保障的前提下，僅靠建立污水處理廠對(duì)點(diǎn)源進(jìn)行處理，也很難使水污染得到有效控制。藻類在污

5、水處理中起著復(fù)雜的作用:既可以氧化分解有機(jī)物、降低氮磷濃度；可以富集有機(jī)污染物、金屬離子、微量元素、放射性元素；可以作為肥料、餌料、食品甚至保健品;又可以作為檢測(cè)的方法或監(jiān)測(cè)的指標(biāo)。藻類凈化水質(zhì)的機(jī)理是藻類通過光合作用向水體供氧，增加水體的溶解氧，使好氧菌能夠不斷地進(jìn)行有機(jī)質(zhì)的降解，同時(shí)由于光合作用增加了pH值，也可以對(duì)污水起到消毒作用，減少大腸桿菌及有毒細(xì)菌數(shù)量，而藻類則利用細(xì)菌降解有機(jī)質(zhì)產(chǎn)生的二氧化碳，因此在凈化水質(zhì)的過程中，藻類與細(xì)菌是相輔相成的，被稱為“藻菌共生”7。利用藻類處理廢水技術(shù)在國(guó)內(nèi)研究已成為一種趨勢(shì)，既能保護(hù)環(huán)境又能節(jié)約資源，具有良好的生態(tài)效益和社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益8，藻類不但能處

6、理廢水，還能去除水體中的氮、磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和其它有機(jī)物，對(duì)自然水域中的污水有良好的凈化作用911。1實(shí)驗(yàn)儀器與設(shè)備1.1實(shí)驗(yàn)試劑 培養(yǎng)藻類選用SE培養(yǎng)基12，培養(yǎng)基配比見表，COD測(cè)定采用重鉻酸鉀法，所用藥品：硫酸汞、重鉻酸鉀、硫酸亞鐵銨、硫酸銀、濃硫酸鄰菲啰啉（C12H18N2·H20）等，所用藥品均為分析純。表1 培養(yǎng)基1.2實(shí)驗(yàn)儀器 調(diào)溫式電爐或300W電爐、全玻璃COD回流裝置、50ml酸式滴定管、250ml錐形瓶2實(shí)驗(yàn)步驟2.1藻類培養(yǎng) 用SE培養(yǎng)基培養(yǎng)綠藻，所用藻種采自于松花江龍?zhí)洞髽蛏嫌?0m處江水（水溫）。含藻類湖水與培養(yǎng)基溶液15比例放入250錐形瓶中，一個(gè)用玻璃紙?jiān)?/p>

7、緊封口編號(hào)1，另一個(gè)敞口標(biāo)號(hào)2，放在陽光充足、溫度適宜的寢室培養(yǎng)715d。藻類濃度達(dá)到需要值。2.2藻類處理廢水 將某廢水樣（初始COD：220mg/l），按與原先編號(hào)的錐形瓶里的綠藻溶液1：1放入新的2個(gè)250ml錐形瓶中分別編號(hào)3、4，培養(yǎng)4d左右取上清液過濾在50ml小燒杯中取20ml上清液進(jìn)行COD測(cè)定，測(cè)定方法選用重鉻酸鉀法。2.3COD的測(cè)定 稱取0.4g硫酸汞放在回流瓶中，加入20ml試樣，混勻后加入10.0ml重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液，加入幾粒玻璃微珠，把回流瓶和冷凝裝置連接起來，冷卻下加入30ml硫酸銀（硫酸）溶液，回流加熱2h，冷卻后稀釋溶液至150ml，加入2滴試亞鐵靈指示劑，用

8、標(biāo)準(zhǔn)硫酸亞鐵銨溶液滴定過量的重鉻酸鉀，滴定終點(diǎn)為從藍(lán)綠色變?yōu)榧t褐色，記錄消耗的硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液毫升數(shù)，同時(shí)以20ml蒸餾水代替水樣，做空白試樣，同上。3數(shù)據(jù)處理 COD（O2，mg/l）=(V0-V1)×C×8×1000/VC硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度，mol/LV水樣體積，mLV0滴定空白時(shí)硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液的用量，mLV1滴定水樣時(shí)硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液的用量，mL表2 消耗硫酸液鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定前ml滴定后ml消耗量ml空白試樣0.025.625.6封口5.029.324.3敞口11.135.624.5表3 COD空白試樣敞口封口COD（mg/l）220.044

9、.052.0表44討論 封口綠藻溶液對(duì)廢水的去除率為76.4%，敞口綠藻溶液對(duì)廢水的去除率80%，對(duì)于同一種污水，不同條件下培養(yǎng)得綠藻溶液相差4%左右。藻類凈化水質(zhì)的機(jī)理是藻類通過光合作用向水體供氧，增加水體的溶解氧，使好氧菌能夠不斷地進(jìn)行有機(jī)質(zhì)的降解而在藻類生長(zhǎng)過程中，能量來源于光合作用,，光合作用中產(chǎn)生的BOD的降低，增加的pH值起到消毒作用，且高pH值可引起的吹脫和磷酸鹽的沉淀，從而降低氨氮和磷酸鹽的濃度。藻類處理污水時(shí)把水中的+NH4、NO3-、NO2-、H2PO4-等無機(jī)離子和尿素等有機(jī)物質(zhì)所含有的N、P等元素締合到碳骨架上，形成藻類細(xì)胞13，敞口促進(jìn)了藻類的生長(zhǎng)加速了這一過程，更有

10、利于藻菌共生，更進(jìn)一步去除水中的COD。5前景和應(yīng)用1. 生物穩(wěn)定塘：最早利用藻類光合作用產(chǎn)氧以穩(wěn)定有機(jī)物的工程化應(yīng)用是生物穩(wěn)定塘。目前，菌藻共生的生物穩(wěn)定塘（WasteStabilizationPond,WSP）在世界范圍內(nèi)已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用。2. 高效藻類塘：高效藻類塘內(nèi)，通過連續(xù)攪拌，藻類濃度得以提高，藻類的作用得到加強(qiáng)，在有效去除氮、磷等方面具有普通穩(wěn)定塘無法比擬的優(yōu)點(diǎn)14。塘中，小球藻屬和柵藻屬等單細(xì)胞綠藻是優(yōu)勢(shì)種群，其藻類蛋白生長(zhǎng)非?？?，氨基酸等營(yíng)養(yǎng)成分也非常高。高效藻類塘的出水可以直接排入魚塘，成為一些魚類的良好餌料，也可以經(jīng)除藻后灌溉農(nóng)田，它具有停留時(shí)間短,水深淺,對(duì)氮磷的去除

11、效果好的特點(diǎn)153. 水力藻類床：藻類在ATS中對(duì)磷的去除占主導(dǎo)作用。4. 藻類固定化技術(shù)：通過添加藻類生物膜的這種低成本、甚至接近自然的深度處理工藝，可以加強(qiáng)氮、磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)及細(xì)菌的去除，尤其適合小型污水處理廠的深度處理，對(duì)碳氮比低而氮磷偏高的污水處理具有一定的應(yīng)用前景，一般認(rèn)為固定化提高了藻類的合成代謝活性，延遲衰老，并在一定程度上降低了藻類的分解代謝活性16。固定化細(xì)胞與非固定化細(xì)胞相比，對(duì)氨毒性的抵制力強(qiáng)，系統(tǒng)穩(wěn)定175.藻類吸附重金屬：藻類對(duì)重金屬離子有較強(qiáng)的富集能力，利用藻類富集重金屬離子是很有潛力的化學(xué)處理方法的替代18。有研究表明微藻對(duì)Au+、Ag+、Cu2+、Pb2+、Ca2

12、+、Cr2+、Cd2+等多種重金屬離子有很好的吸附作用，最大吸附容量可達(dá)到0.8mmol/g.6mmol/g19-20，污水中的金屬離子可隨藻類生物量一并除去去除難降解污染物：類還可以有效地富集和降解多種有機(jī)化合物如碳?xì)浠衔?、有機(jī)氯、農(nóng)藥、烷烴、偶氮染料、淀粉、酚類、鄰苯二甲酸酯和金屬、有機(jī)污染物等21-22。利用固定化小球藻降解三丁基錫及其降解產(chǎn)物二丁基錫、一丁基錫，固定化大大提高了微藻對(duì)三丁基錫及其降解產(chǎn)物的攝取，停留時(shí)間為12h時(shí)，固定化微藻對(duì)3種丁基錫的去除率分別為86.5%、79.0%、78.3%，而懸浮態(tài)微藻的去除率僅為37.8%、30.0%、69.4%。6.用藻類監(jiān)測(cè)和凈化污水

13、是一種廉價(jià)高效易操作的方式?；厥盏脑孱?尤其是螺旋藻,還可以帶來巨大的 經(jīng)濟(jì)價(jià)值23。參考文獻(xiàn)1.韓仕群,張振華,嚴(yán)少華，農(nóng)業(yè)環(huán)境與發(fā)展.2000（1）：13-16.2.劉輝，鄒繼穎，戎貴文等.天然藻類對(duì)廢水中COD的去除效率研究J.黑龍江大學(xué)工程學(xué)報(bào).2015（6）：33-41.3.畢可臻國(guó)內(nèi)造紙廢水處理方法研究進(jìn)展杭州化工，2014,44（3）：7-12.4.周曉晨，李思凡，閻松造紙廢水集成技術(shù)處理的研究進(jìn)展當(dāng)代化工，,2014,43（5）：803-8055.MallickNBiotcchnogicalpotcntical of immobilizcd al-gac for wastcwa

14、tera N.Pand metal camral:AreviewJ.Biomctals,2002,15(5):377-390.6.黃翔峰池金萍何少林，等高效藻類塘處理農(nóng)村生活污水研究中國(guó)給水排水，2006,5(22):36-37.7.董芳芳，程凱，許敏，等藻類對(duì)造紙廢水中的去除效率研究環(huán)境科學(xué)與技術(shù)，2010,33(1):166-169.8.韓仕群，張振華，嚴(yán)少華國(guó)內(nèi)外利用藻類技術(shù)處理廢水、凈化水體研究現(xiàn)狀農(nóng)業(yè)環(huán)境與發(fā)展，2000,17(1):13-169.劉曉江，施心路，齊桂蘭，等淡水藻類在監(jiān)測(cè)水質(zhì)和凈化污水中的應(yīng)用生物學(xué)雜志，2010,12:27-3610.鄒繼穎，劉輝松花湖水質(zhì)及浮游動(dòng)物

15、群落結(jié)構(gòu)的研究黑龍江大學(xué)工程學(xué)報(bào)，2014,5(1)：51-5411.鄒繼穎，閆昌起，王玉偉，等落馬湖水質(zhì)及富養(yǎng)化安全性分析黑龍江大學(xué)工程學(xué)報(bào)，2015,6(1)：52-5512董芳芳藻類對(duì)造紙廢水中COD的去除效率研究D武漢：華中師范大學(xué)，2009.13茹至剛.環(huán)境保護(hù)與治理M.北京：冶金工業(yè)出版社,1988.14陳鵬,周琪.高效藻類氧化塘處理有機(jī)廢水的研究和應(yīng)用J.上海環(huán)境科學(xué)，2001，20（7）：309-311.15池金萍、安麗。黃翔峰等，高效藻類塘在污水處理中的研究及應(yīng)用.四川環(huán)境.2004，23（05）：28-30.16BaozhenWang,Wenyi Dong,JinlanZh

16、ang,etal.Experimenta,Study of high rate pond system treating piggery wastewaterJ.Water Science Technology,1996,134(11):125-132.17.De-Bashan,LuzE.,Moreno,etal.RemovalofammoniumandphosphorusionsfromsyntheticwastewaterbythemicroalgaeChlorellavulgariscoimmobilizedinalginatebeadswiththemicroalgaegrowth-p

17、romotingbacteriumAzospirillumbrasilenseJ.WaterResearch,2002,36（12）:2941-2948.18Matheickal,JoseT.,Yin,etal.HeavymetaluptakecapacitiesofcommonmarinemacroalgalbiomassJ.WaterResearch,1999,33（6）：1534-153719Roy,Dipak,Greenlaw,etal.Adsorption of heavy metals by green algae and ground rice hullsJ.Journal of Environmental Science，1993,28（1）：37-5020OzerA,OzerD,EkizHI.Application of Freundlich and Langmuir models