城市污水处理菌藻共生系统中影响藻类生长的因素研究

【摘要】：我国面临着十分严峻的环境问题:一方面,水污染严重,大量污水得不到处理及合理的资源化利用;另一方面,随着温室效应的加剧,CO_2的减排与固定技术亟待应用。如果能在污水处理系统中构建微藻培养单元,通过将藻细胞从培养系统中分离,从而获得低氮磷含量的出水,在净化污水的同时利用微藻吸收固定CO_2,可以有效实现污水的资源化和CO_2减排的要求。 本文通过单因素实验、均匀实验等实验方法,采用人工污水、城市生活污水,考察了影响二形栅藻生长的各环境因素,包括光照、营养物质、pH值、CO_2加富量等。本研究还设置了小试验证试验,在验证先前实验结论的同时,考察了在各种试验条件下藻类对水中污染物的去除情况。 本研究得到以下主要研究成果: 1)初沉池出水要比二沉池出水更加适合藻类生长,这是由于初沉池出水中的营养物质更加丰富,更加利于藻类吸收。另外初沉池出水中含有较多细菌,细菌与藻类的生长呈现相互促进的作用。 2)污水中的微藻能放出大量的活性氧,使得水中溶解氧浓度高达20mg·L~(-1)以上。但若进行曝气,由于曝气的吹脱作用,最终溶解氧含量就维持在7-9mg·L~(-1)之间。并且曝气强度越大,溶解氧含量越低。 3)加富CO_2对藻类生长有显著的促进作用。加富低浓度的CO_2能有效地增加藻产量,但是加富高浓度的CO_2也会对藻类生长产生抑制。建议采用加富2%(0.004v·v·min~(-1))CO_2。 4)光照强度与光照周期对藻类的影响存在复杂的交互作用,并且还受到藻液深度,水的透光性等因素的影响。在培养初期,藻液透光性良好,SS对藻类生长的影响并不显著。但是进入稳定期后,藻类生长的最大藻密度会受到水中SS的限制。水中SS越大,藻液能达到的最大藻密度越低。 5)尿素作为氮源最利于藻类生长。另外,高浓度的无机氮会对藻类的生长产生抑制作用。在20mg·L~(-1)～85mg·L~(-1)范围内,无机氮浓度越高,藻类生长越慢。在典型生活污水磷浓度范围内(2mg·L~(-1)～8mg·L~(-1)),磷浓度为4mg·L~(-1)时最适合藻类生长。pH值对藻类生长的影响十分显著。二形栅藻生长的最佳pH值为7.5。磷浓度与pH值之间无明显交互作用。 【关键词】：二形栅藻 污水处理 因素 资源化
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：X703
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 绪论10-21
• 1.1 课题背景10-12
• 1.1.1 水资源现状及污染情况10
• 1.1.2 温室效应的加剧10-11
• 1.1.3 回收藻类的广泛用途11-12
• 1.2 菌藻共生系统处理污水的研究现状12-14
• 1.2.1 菌藻共生系统处理城市污水的原理12
• 1.2.2 菌藻共生系统处理污水技术的研究现状12-14
• 1.3 各生长因素对藻类生长影响的研究现状14-19
• 1.3.1 光照对藻类生长的影响15-16
• 1.3.2 营养物质对藻类生长的影响16-17
• 1.3.3 pH 值对藻类生长的影响17
• 1.3.4 温度对藻类生长的影响17-18
• 1.3.5 有机负荷对藻类生长的影响18-19
• 1.4 课题研究目的及内容19-21
• 1.4.1 课题来源及研究目的19
• 1.4.2 本课题的研究内容19-21
• 第2章 实验材料和方法21-30
• 2.1 实验装置21-25
• 2.1.1 光照强度、光照周期装置21
• 2.1.2 C0_2 加富对藻类影响实验装置21-22
• 2.1.3 温度对藻类影响实验装置22-23
• 2.1.4 营养盐、pH 值对藻类影响实验装置23
• 2.1.5 SS 对藻类影响实验装置23-25
• 2.1.6 小试实验装置25
• 2.2 实验材料25-26
• 2.2.1 试验藻种25
• 2.2.2 培养基25-26
• 2.3 实验用水及水质26-27
• 2.4 实验仪器与设备27
• 2.5 实验方法27-29
• 2.5.1 藻种的保存与扩大培养27-28
• 2.5.2 实验分析项目及检测方法28-29
• 2.6 本章小结29-30
• 第3章 人工污水中环境因素对藻类培养的影响30-42
• 3.1 光照强度与光照周期对藻种生长的影响30-33
• 3.2 营养盐、pH 值对藻种生长的影响33-38
• 3.2.1 不同氮源及氮浓度对藻种生长的影响33-36
• 3.2.2 磷浓度、pH 值对藻种生长的影响36-38
• 3.3 SS 对藻种生长的影响38-40
• 3.4 C0_2 对藻种生长的影响40-41
• 3.5 本章小结41-42
• 第4章 实际污水中环境因素对藻类培养的影响42-52
• 4.1 污水水质、细菌对二形栅藻生长的影响42-45
• 4.2 光照对藻类生长的影响45-47
• 4.3 C0_2 对藻类生长的影响47-48
• 4.4 温度对藻类生长的影响48-51
• 4.5 本章小结51-52
• 第5章 实际污水培养藻类的小试研究52-77
• 5.1 不同污水培养藻类的验证试验52-58
• 5.1.1 不同污水对藻类生长的影响52
• 5.1.2 污染物的去除情况52-56
• 5.1.3 其他水质指标56-58
• 5.2 光照周期验证试验58-63
• 5.2.1 光照周期对藻类生长的影响58
• 5.2.2 污染物的去除情况58-61
• 5.2.3 其他水质指标61-63
• 5.3 曝气强度验证试验63-69
• 5.3.1 曝气强度对藻类生长的影响63-65
• 5.3.2 污染物的去除情况65-67
• 5.3.3 其他水质指标67-69
• 5.4 C0_2 加富验证试验69-75
• 5.4.1 C0_2 加富对藻类生长的影响69-71
• 5.4.2 污染物的去除情况71-73
• 5.4.3 其他水质指标73-75
• 5.5 本章小结75-77
• 结论77-79
• 参考文献79-87
• 致谢87

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