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固定化藻类去除污水中氮磷及其机理的研究

邢丽贞  
【摘要】:本文通过大量的藻类生长特性实验、藻类对氮磷去除实验及其结果分析,得出了适宜城市污水氮磷营养物质去除的优良藻种及相应的固定化方法。 研究发现,褐藻胶微观结构具有四通八达的网络通道,褐藻胶基质把细胞粘附在基质表面,这种网络结构十分有利于胶球内小球藻对氮磷营养物质的吸收。胶球内藻细胞密度越高,氮磷的去除率越高,胶球接种为高密度时,3d的NH_4~+-N、PO_4~(3-)-P的去除率分别达91.2%和100%。对固定化胶球进行加固处理后,可使胶球最大细胞密度比未加固处理提高近2倍,加固措施对克服褐藻胶在含磷污水中结构易疏松、小球藻易泄漏等问题是有效的,显著改善了固定化性能,进一步提高了氮磷的去除效率。鞘丝藻附着固定化的静态实验表明,鞘丝藻在氮磷比为10∶1、中等填料密度、生物量1.0g/L、饥饿2天的条件下对氮磷的去除效果最好。动态实验表明,鞘丝藻和颤藻附着固定化系统在水力停留时间为3d的情况下,NH_4~+-N、PO_4~(3-)-P的平均去除率分别达85.9%、68.5%。出水溶解氧含量高,水质大大改善。这些结果展示了固定化藻类在污水脱氮除磷方面的潜在应用前景。 固定化小球藻对氮磷的去除包括了褐藻胶的初期吸附、氮磷营养的传质、藻细胞对氮磷的吸收同化以及由于pH值升高引起的氨的气提和磷酸盐的沉淀。固定化小球藻对不同氮源吸收能力不同,其吸收的顺序为:氨氮简单有机氮硝态氮和亚硝态氮。在同等条件下,小球藻对不同磷的去除顺序则为:正磷酸盐偏磷酸盐聚磷酸盐有机磷酸盐。 藻类包埋固定化与附着固定化相比较,包埋固定化去除氮磷的效率更高,藻类更易收获。附着固定化则更具有工程可操作性。 本文还对固定化藻类脱氮除磷机理进行了初步探讨,为固定化藻类去除污水中的氮磷物质提供了理论依据。


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