固定化小球藻对生活污水中氮、磷去除效果研究

论文摘要

氮、磷引起的水体污染日益加剧,水体富营养化问题日益突出,给水体生态系统和人民健康造成了极大危害,氮和磷的去除到了不可忽视的地步。利用固定化小球藻可以有效的去除二级污水中的氮磷,并可解决悬浮藻处理氮磷时藻水分离问题,同时还可以得到具有一定应用价值的小球藻。本文结合大量的实验数据,研究了氮磷含量及比例、藻颗粒量、饥饿处理（饥饿时间和氮磷饥饿）、pH值、振荡、曝气（曝气与否和曝气量大小）等因素对固定化小球藻去除氮磷的影响,并以这些因素的最佳条件为前提,对实际生活污水进行试验,考察了其对实际二级污水的去除效果,为固定化小球藻处理生活污水中氮磷的工程化应用提供了一些基础性研究成果。（1）氮磷含量及比例对固定化小球藻处理氮磷的实验结果表明,氮磷比在3:1-10:1之间时,NH4+-N的去除率随着氮磷比的增大而减小;初始磷含量越高最终PO43--P的去除率越小,而PO43--P的去除量越大。氮磷比为5:1时磷的去除效果最好,可达100%,初始磷酸盐磷含量越高,磷酸盐磷去除率越大,去除量越大,去除速度越快。（2）藻颗粒量对固定化小球藻处理氮磷的实验结果表明,在合理的氮磷含量及比例下,藻颗粒量为1000个胶球/150mL人工污水时氨氮的去除量与去除率都较大,去除率可达97.22%,去除效果较好,而藻颗粒量为1500个胶球/150mL人工污水时磷酸盐磷的去除量与去除率都较大,去除率可达66.41%,去除效果较好。对氨氮的去除率而言,1000＞800＞1500＞300个胶球/150mL人工污水;对磷酸盐磷的去除率而言,1500＞1000＞800＞300个胶球/150mL人工污水。颗粒量过多会抑制小球藻对氮磷等营养元素的吸收。（3）饥饿时间对固定化小球藻处理氮磷的实验结果表明,不饥饿（+处理时间24h）时氨氮的去除量较大,饥饿+24h初期提高了氮磷的去除率,饥饿+48h时磷酸盐磷的去除量较大。不饥饿（+处理时间24h）时氮磷去除效果最好。氮磷饥饿对固定化小球藻处理氮磷的实验结果表明,N饥饿会提高磷酸盐磷的去除量和去除率,P饥饿可以提高氨氮的去除量和去除率。（4）pH值对固定化小球藻处理氮磷的实验结果表明,氮磷去除的最佳条件为中性偏碱性7.02-7.19。（5）振荡对固定化小球藻处理氮磷的实验结果表明,振荡可提高固定化小球藻对N、P的去除量和去除率,但振荡使胶球之间摩擦碰撞机会增大,胶球易解体脱落使一部分小球藻和海藻酸钠凝胶悬浮于污水中,增大水体浊度造成二次污染。因此,要提高氮磷的去除效果必须缩短振荡条件下的反应时间,以免造成二次污染。（6）曝气对固定化小球藻处理氮磷的实验结果表明,夜晚曝气可明显提高氨氮和磷酸盐磷的去除率,但是并没有显著提高氮磷的总去除量。曝气量大小对固定化小球藻处理氮磷的实验结果表明,对氨氮的去除较好的条件是曝气量2L/min-3L/min,对磷酸盐磷的去除较好的条件是曝气量0.2L/min-0.8L/min。（7）试验取麦岛和团岛两个污水处理厂的二级出水进行小试,以上述最佳实验条件为前提得出:氮磷的去除率在四天内就可以达到近80%,甚至100%,氮磷的去除也同样受到污水水质的影响,如果污水中含有对海藻酸钙凝胶小球有毒的物质,固定化小球藻处理方法就不宜采用。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 水体中氮、磷及其污染现状
• 1.1.1 水体中氮磷来源及其存在形式
• 1.1.2 氮、磷对受纳水体的主要危害
• 1.2 氮、磷的常规去除工艺
• 1.2.1 氮的常规去除工艺
• 1.2.2 磷的常规去除工艺
• 1.2.3 同步脱氮除磷工艺
• 1.3 利用固定化微藻去除氮磷
• 1.3.1 微藻去除氮磷原理
• 1.3.2 微生物固定化技术
• 1.3.3 固定化微藻处理氮磷研究进展及优缺点
• 1.3.4 影响固定化微藻去除氮磷的因素
• 1.4 课题的来源、研究目的、意义和内容
• 1.4.1 课题的来源
• 1.4.2 课题的研究目的和意义
• 1.4.3 课题的研究内容
• 第2章 实验材料与方法
• 2.1 实验材料
• 2.1.1 藻种来源
• 2.1.2 实验所需试剂溶液
• 2.1.3 实验主要仪器设备
• 2.2 实验方法
• 2.2.1 藻种预培养
• 2.2.2 小球藻固定化及脱固定化
• 2.2.3 污水处理
• 2.2.4 检测项目及分析方法
• 2.3 实验设计
• 2.3.1 氮磷含量及比例对氮磷去除效果的影响
• 2.3.2 藻颗粒量对氮磷去除效果的影响
• 2.3.3 饥饿处理对氮磷去除效果的影响
• 2.3.4 pH值对氮磷去除效果的影响
• 2.3.5 振荡对氮磷去除效果的影响
• 2.3.6 曝气对氮磷去除效果的影响
• 2.3.7 实例应用
• 第3章 固定化小球藻对生活污水中氮磷去除效果研究
• 3.1 氮磷含量及比例对氮磷去除效果的影响
• 3.1.1 氮磷含量及比例对氮磷去除量和去除率的影响
• 3.1.2 氮磷总去除量与小球藻增殖的关系
• 3.1.3 小结
• 3.2 藻颗粒量对氮磷去除效果的影响
• 3.2.1 藻颗粒量对氮磷去除量和去除率的影响
• 3.2.2 氮磷总去除量与小球藻增殖的关系
• 3.2.3 小结
• 3.3 饥饿处理对氮磷去除效果的影响
• 3.3.1 饥饿时间对氮磷去除量和去除率的影响
• 3.3.2 饥饿时间不同时氮磷总去除量与小球藻增殖的关系
• 3.3.3 氮磷饥饿对氮磷去除量和去除率的影响
• 3.3.4 氮磷饥饿时氮磷总去除量与小球藻增殖的关系
• 3.3.5 小结
• 3.4 pH值对氮磷去除效果的影响
• 3.4.1 pH值对氮磷去除量和去除率的影响
• 3.4.2 氮磷总去除量与小球藻增殖的关系
• 3.4.3 实验过程中pH变化
• 3.4.4 小结
• 3.5 振荡对氮磷去除效果的影响
• 3.5.1 振荡对氮磷去除量和去除率的影响
• 3.5.2 氮磷总去除量与小球藻增殖的关系
• 3.5.3 小结
• 3.6 曝气对氮磷去除效果的影响
• 3.6.1 曝气与否对氮磷去除量和去除率的影响
• 3.6.2 氮磷总去除量与小球藻增殖的关系
• 3.6.3 曝气量对氮磷去除量和去除率的影响
• 3.6.4 氮磷总去除量与小球藻增殖的关系
• 3.6.5 小结
• 第4章 实例应用
• 4.1 氮磷处理效果
• 4.1.1 氮磷去除量试验结果
• 4.1.2 氮磷去除率试验结果
• 4.2 氮磷总去除量与小球藻增殖的关系
• 4.3 小结
• 第5章 结论与建议
• 5.1 结论
• 5.2 建议
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文及科研工作
• 致谢