固定化藻菌生物修复富营养化水体的模拟研究

论文摘要

本研究用藻菌共固定化系统来修复富营养化水体。采用了PVA-海藻酸钠包埋固定法,将蛋白核小球藻和栅裂藻与贫营养菌混合包埋构建藻菌共固定化体系。研究了该固定化体系富营养化水体生物修复过程中对氮、磷和有机物的去除效率。PVA-海藻酸纳包埋固定法操作步骤简单,操作条件比较温和,对细胞毒害作用小,固定化小球的透光性和传质性能较好,载体不阻碍藻菌细胞的增殖,而且对细胞有保护作用。实验中考察了藻菌共生系统在三组条件实验下对富营养水体的生物修复效果,确定了实验的最佳条件,即藻菌均不稀释并按照1:1共固定,固定化小球投加量为78mL/L。并在此条件下进行实际富营养化水体的修复实验,总氮从9.76mg/L下降到2.63mg/L,效率达64.9%;磷从1.05mg/L下降到0.13mg/L,去除率达到87.6%;高锰酸钾指数从13.69mg/L下降到5.06mg/L,效率达63.0%。可以看出藻菌固定化体系对富营养化水体的修复有很好的效果,很好的起到了净化水质的作用,并且也比较经济实用。总的来说,利用菌藻共生系统具有能耗小的优点,藻类光合作用释放出的氧气为微生物的生长提供了丰富氧气,而微生物代谢所放出的CO2成为藻类的主要碳源,又促进了藻类的光合作用。菌藻固定化能够大大提高细菌和藻类的浓度,较好地起到净化水质的作用。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 文献综述
• 1.1 淡水资源、水污染和回用
• 1.1.1 淡水资源及其现状
• 1.1.2 水污染
• 1.1.3 水危机与水回用
• 1.2 水体的富营养化及其危害
• 1.3 生物脱氮除磷技术与研究现状
• 1.4 发展趋势
• 1.5 藻菌共固定化体系
• 1.6 固定化藻菌类在环境领域中的应用
• 1.6.1 对氮、磷等营养物的吸收去除
• 1.6.2 去除污水中难降解有机物
• 1.6.3 对重金属的富集和去除
• 1.7 本论文所研究的内容与意义
• 第二章 材料与方法
• 2.1 藻菌固定实验的材料与方法
• 2.1.1 材料
• 2.1.2 藻种培养
• 2.1.3 藻类计数
• 2.1.4 细菌菌落总数（CFU）的测定
• 2.1.5 包埋剂的选择与配制
• 2.1.6 藻菌固定的方法
• 2.2 测定的方法与步骤
• 4⁺-N 的测定'>2.2.1 NH₄⁺-N 的测定
• 2.2.2 TP 的测定
• 2.2.3 TN 的测定
• 2.2.4 高锰酸盐指数的测定
• 3^--N 的测定'>2.2.5 NO₃^--N 的测定
• 2.3 实验内容及条件
• 2.3.1 固定化小球的耐受性及不同投放量实验
• 2.3.2 固定化体系内藻菌体积比实验
• 2.3.3 不同藻菌浓度实验
• 2.3.4 最佳条件实验
• 第三章 实验结果与讨论
• 3.1 固定化小球的耐受性及不同投放量实验
• 3.1.1 磷浓度为1.5mg/L 的耐受性及不同投放量实验
• 3.1.2 磷浓度为1.0mg/L 的耐受性及不同投放量实验
• 3.1.3 磷浓度为0.5mg/L 的耐受性及不同投放量实验
• 3.1.4 小结
• 3.2 藻菌比实验结果及分析
• 3.2.1 小结
• 3.3 不同藻菌浓度实验结果及分析
• 3.4 最佳条件下的富营养化水体修复实验
• 3.5 两种固定化体系脱氮除磷的动力学分析
• 3.6 脱氮除磷及pH 值变化的机理分析
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 研究生期间发表论文