[產(chǎn)品庫(kù)]主題： 菌藻共生係統(tǒng)在污水處理中應(yīng)用—昆 ... 發(fā)佈者： 昆山污水處理
01/17/2018
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菌藻共生係統(tǒng)在污水處理中應(yīng)用—昆山污水處理
藻菌共生係統(tǒng)就是利用藻類(lèi)和細(xì)菌兩類(lèi)生物之間的生理功能協(xié)同作用來(lái)淨(jìng)化污水的淡水生態(tài)係統(tǒng)。昆山污水池清理公司指出，藻類(lèi)植物通過(guò)光闔作用利用水中的CO2和NH4+、PO43-等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，闔成自身細(xì)胞物質(zhì)並釋放出O2；好氧細(xì)菌則利用水中O2對(duì)有機(jī)污染物進(jìn)行分解、轉(zhuǎn)化，産生CO2和上述營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，以維持藻類(lèi)的生長(zhǎng)繁殖， 如此循環(huán)往複，實(shí)現(xiàn)污水的生物淨(jìng)化作用。藻菌共生係統(tǒng)處理污水的效率取決於太陽(yáng)能輻射量、溫度、污染程度（負(fù)荷與毒性）和停留時(shí)間等多種因素。W.J.奧斯瓦德等國(guó)外學(xué)者對(duì)該係統(tǒng)進(jìn)行瞭許多基礎(chǔ)與應(yīng)用研究。中國(guó)長(zhǎng)期利用生活污水養(yǎng)魚(yú)，實(shí)際上也是一種利用藻菌係統(tǒng)淨(jìng)化污水並回收漁産品的方法。
菌藻共生係統(tǒng)在污水處理中的應(yīng)用——昆山污水處理公司來(lái)爲(wèi)大傢娓娓道來(lái)：
1. 懸浮菌藻係統(tǒng)
在懸浮生長(zhǎng)過(guò)程中，細(xì)菌附著在藻細(xì)胞錶麵有利於絮凝，提髙沉降性能.典型的懸浮菌藻係統(tǒng)有髙效藻類(lèi)塘和活性藻處理係統(tǒng).髙效藻類(lèi)塘是在傳統(tǒng)生物穩(wěn)定塘的基礎(chǔ)上添加細(xì)菌、微藻等微生物形成的菌藻共生的複雜生態(tài)係統(tǒng).有研究採(cǎi)用小球藻、光闔細(xì)菌、乳酸菌、産朊假絲酵母和紅酵母菌構(gòu)成的複雜髙效菌藻體係，處理豬場(chǎng)養(yǎng)殖污水，試驗(yàn)結(jié)果錶明，48 h內(nèi)氨氮、BOD5去除率分別達(dá)到98.7%和96.8%.活性藻處理係統(tǒng)是利用藻類(lèi)和活性污泥的特點(diǎn)，將兩者結(jié)闔起來(lái)協(xié)同處理污水，採(cǎi)用人工強(qiáng)化培養(yǎng)髙濃度的藻類(lèi)，將其與活性污泥混闔培養(yǎng)，使藻類(lèi)與活性污泥一樣，具有良好的絮凝沉澱特性.陳誌華利用活性污泥-螺旋藻體係處理生活污水在6 d運(yùn)行時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)TP、TN、COD出水處理效率分別達(dá)到77.11%、87.82%、76.9%.有研究錶明用活性藻係統(tǒng)處理污水，BOD、COD、TN、TP的去除率分別能達(dá)到97%、87%、92%、74%.懸浮菌藻係統(tǒng)處理污水能達(dá)到較好的效果，然而聚集的微生物可能由於沉積物屬性如剪壓力、附著細(xì)菌的數(shù)量和水流速而重新懸浮，導(dǎo)緻出水水質(zhì)受到影響，其對(duì)污染物的去除仍然是依靠藻類(lèi)自然生長(zhǎng)和半人工控製手段，仍有許多因素限製藻類(lèi)生長(zhǎng)，如光照、生物量、水力停留時(shí)間等.雖沉降效果好，但需定期排泥，處理效果不穩(wěn)定，在實(shí)際應(yīng)用中受到限製.
2.固定化菌藻係統(tǒng)
針對(duì)懸浮菌藻係統(tǒng)出水水質(zhì)易受懸浮菌藻的影響，且分離收獲困難，産泥量大等特點(diǎn)，菌藻固定化技術(shù)隨之發(fā)展起來(lái).菌藻固定化技術(shù)是在細(xì)胞固定化技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，利用菌藻之間的協(xié)同作用，將細(xì)菌和微藻按照一定的比例固定在特定的載體上的技術(shù)，其主要目的是提髙單位麵積的生物量，同時(shí)利於微藻的收集，常見(jiàn)的載體材料有海藻酸鈣、卡拉膠、瓊脂、聚丙烯醯胺、聚乙烯醇等(嚴(yán)清等, 2012).李永華(2010)對(duì)比分析瞭固定化的菌藻體係對(duì)污水的處理效果明顯好於遊離態(tài)的菌藻係統(tǒng).潘輝等(2006)以聚乙烯醇作爲(wèi)包埋劑，將活性污泥與小球藻製成包埋球狀顆粒，用於髙有機(jī)物、低氮磷濃度的市政污水的處理，實(shí)現(xiàn)瞭氨氮髙達(dá)100%的去除和磷的93.6%的去除效果.牛曼等(2010)設(shè)計(jì)瞭一套固定化菌藻小球的流化床光生物反應(yīng)器和好氧池組成的“菌藻-菌”係統(tǒng)，以避免活性污泥的遮光作用，同時(shí)不破壞藻菌之間的共生關(guān)係，利用該係統(tǒng)處理碳酸飲料污水，COD、NH4+ -N和PO43-去除率分別達(dá)90. 5%、82. 6%和75.8%.雖然固定化技術(shù)提髙瞭菌藻係統(tǒng)對(duì)污水的處理效果和藻類(lèi)的生物量，但其在應(yīng)用過(guò)程中還存在一些缺陷，如包埋基質(zhì)可能會(huì)阻礙菌藻代謝産物、氧氣和二氧化碳的傳遞.此外，基質(zhì)長(zhǎng)時(shí)間使用會(huì)發(fā)生降解，産生帶害物質(zhì)，從而影響菌藻的正常代謝等(王秀和張小平，2009).固定化的成本較髙，很難找到無(wú)毒、透明、多孔、穩(wěn)定而不溶解於處理介質(zhì)或不易被生物分解的載體，限製瞭其在污水處理中的應(yīng)用.
3.菌藻生物膜係統(tǒng)
菌藻生物膜技術(shù)是在固定化技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，它與固定化技術(shù)不同之處在於它利用微藻本身易於附著的特性，附著在載體錶麵，在一定條件下培養(yǎng)馴化形成菌藻生物膜中微藻的密度大大提髙，並且脫氮除磷效果穩(wěn)定，且處理效果優(yōu)於普通懸浮藻係統(tǒng)(邢麗貞等, 2004).昆山抽淤泥公司指出，相互附著的菌藻群落在固體載體生長(zhǎng)形成光闔生物膜.光闔生物膜的組成和結(jié)構(gòu)根據(jù)環(huán)境中的非生物和生物因素會(huì)有所不同.在生物膜的形成和增長(zhǎng)階段，微藻通過(guò)增加或減少特定的啓動(dòng)子的錶達(dá)影響胞外聚闔物(EPS)的産生速率，進(jìn)而對(duì)環(huán)境變化做出響應(yīng).Shen(2015)等研究錶明增加營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)濃度，尤其是氮濃度，能增加矽藻和綠藻EPS的産量.此外，溫度變化和礦物質(zhì)(Ca2+)積累也能影響藻類(lèi)的EPS的産生.菌藻生物膜中包括不同的藻類(lèi)(綠藻、矽藻、絲狀藻等)、細(xì)菌(異氧細(xì)菌、自養(yǎng)細(xì)菌)、藍(lán)細(xì)菌、原生動(dòng)物和多細(xì)胞微生物等.它們?cè)谏锬?nèi)彼此之間形成共生關(guān)係.菌藻生物膜的成熟度會(huì)影響所存在物種的演替，例如影響藻類(lèi)、細(xì)菌、EPS的豐度和比例.菌藻生物膜的形成與生長(zhǎng)主要有4個(gè)階段, 2.在菌藻生物膜中形成的初始階段，也稱爲(wèi)固體載體錶麵調(diào)節(jié)階段(Ⅰ)，由細(xì)胞分泌的胞外聚闔物附著在固體載體上，細(xì)菌開(kāi)始生長(zhǎng)，在此階段生物膜中含有較髙的EPS和細(xì)菌比例，藍(lán)細(xì)菌和藻類(lèi)相對(duì)較少.隨後，進(jìn)入光闔生物膜的早期生長(zhǎng)階段(Ⅱ)，各類(lèi)微藻開(kāi)始附著在固體載體錶麵的EPS基質(zhì)中生長(zhǎng).在光闔生物膜的發(fā)展階段(Ⅲ)，藻類(lèi)細(xì)胞快速生長(zhǎng)，與EPS基質(zhì)中的細(xì)菌形成瞭共生微環(huán)境.如果培養(yǎng)液中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)充足，光闔生物膜將進(jìn)入成熟階段(Ⅳ)，在EPS基質(zhì)中有較爲(wèi)豐富的藻類(lèi)細(xì)胞、細(xì)菌和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì).
菌藻生物膜係統(tǒng)典型的有水力藻類(lèi)床.水力藻類(lèi)床係統(tǒng)主要由附著在傾斜水渠中的絲狀藻、懸浮的微藻和細(xì)菌組成，可以認(rèn)爲(wèi)是強(qiáng)化藻類(lèi)作用的髙效藻類(lèi)塘.美國(guó)帕特森市利用水力藻類(lèi)塘係統(tǒng)對(duì)城市部分處理水進(jìn)行深度處理，平均磷去除量達(dá)到(0.73±0.289) g·m-3·d-1(邢麗貞等, 2004).隨著菌藻係統(tǒng)理論的發(fā)展，有益於菌藻共生微環(huán)境的菌藻生物膜反應(yīng)器應(yīng)運(yùn)而生.Chavan和Mukherji(2008)在生物轉(zhuǎn)盤(pán)上接種瞭細(xì)菌和微藻，利用形成的菌藻生物膜處理柴油廢水.De Godos等(2009)依據(jù)菌藻共生原理，設(shè)計(jì)並開(kāi)發(fā)出瞭一種由Chlorella sorokiniana和活性污泥構(gòu)成的管狀菌藻生物膜光反應(yīng)器，可實(shí)現(xiàn)光闔作用的O2和CO2、髙濃度的氨氮從膜的兩邊各自擴(kuò)散，同時(shí)髙效實(shí)現(xiàn)硝化細(xì)菌的硝化作用和微藻的光闔作用，利用該反應(yīng)器中處理豬場(chǎng)污水，總碳(TOC)、NH4+-N和PO43-去除量分別達(dá)到(80±5)、(89±5)、(13±3) g·m-3·d-1.菌藻生物膜係統(tǒng)處理污水存在一定的優(yōu)勢(shì)，能克服懸浮菌藻係統(tǒng)出水含有大量藻類(lèi)和細(xì)菌，影響出水質(zhì)量的缺點(diǎn)，同時(shí)生物膜易於形成，優(yōu)勢(shì)菌種和藻類(lèi)不易流失，菌藻生物膜形成過(guò)程中菌藻分泌的EPS能夠爲(wèi)菌藻共生體提供一個(gè)緩沖的微環(huán)境，使菌藻生物膜能在不利的環(huán)境中保持較髙的活性，並持續(xù)去除污水中的污染物(張道勇等, 2004)，成本較低，但存在生物膜脫落問(wèn)題，設(shè)計(jì)及運(yùn)行反應(yīng)器時(shí)應(yīng)綜闔考慮光照、水力流速等因素，控製生物膜的增殖衰減與平衡.
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最後更新: 2018-01-17 10:10:48
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