包埋粒对水体中COD的去除能力

来源:http://www.shuizhifenxi.com/ 作者:余氯检测仪 时间:2018-07-30

  摘 要 利用海藻酸钠-聚乙烯醇凝胶固定化水华束丝藻和硅藻土,研究不同包埋比例(即m湿藻∶m硅藻土)对COD的净化效果,随着包埋比的增加,包埋粒对水体中COD的去除能力呈先增加后降低的趋势。当包埋比为1∶4时,净化效果最好,对COD的去除率为86.34%。

  关键词 水华束丝藻;硅藻土;包埋比;畜禽废水;COD净化

  未经处理的畜禽废水中有机污染负荷较高,会随着环境的影响造成严重的污染[1]。目前,我国处理技术还不是非常的成熟,管理运行的成本很高,规模化的养殖场的废水处理还没有达到国家一级排放标准。近年来,采用藻类细胞固定化技术处理污水的研究,受到国内外广泛关注[2]。本文研究了不同固定化条件下,固定化水华束丝藻和硅藻土对畜禽废水COD(化学需氧量)的净化效果。

  1 材料与方法

  1.1 实验材料

  实验藻种水华束丝藻(Aphanizomenon flosaquae)FACHB-1039,购自中国科学院水生生物研究所藻种库,该株系是从滇池中分离、纯化后获得。实验前2周将藻种在无菌条件下接种在含300 mL BG11培养基的500 mL锥形瓶中,置于光照培养室进行扩大培养,反复接种,使之处于对数增长期。在665 nm下测其生长曲线,见图1。

  1.2 实验方法

  藻种的包埋固定化:实验按以下包埋比例进行固定化处理,然后用注射器匀速滴入预冷的饱和硼酸溶液和质量分数为3%的CaCl2混合溶液中固定,滴完后在4 ℃下凝胶8 h。取出颗粒用蒸馏水冲洗2次,再用0.7%生理盐水在4 ℃下浸泡24 h,最后蒸馏水冲洗备用。实验组设定见表1。

  2 结果与分析

  2.1 不同包埋比条件下对COD的去除效果

  图2(a)和图2(b)为包埋组和空白组实验在对模拟废水中COD的去除效果研究。由图2(a)可以看出,在前5 d中,不同包埋比下的实验组对污水中COD的去除呈现出较快的上升趋势;通过10 d的降解吸附,去除率基本达到70%左右。在整个实验过程中,藻土比为1∶1、1∶2、1∶3、1∶4、1∶5对污水中总磷的去除率分别为61.23%、70.65%、73.24%、86.34%、78.50%。悬浮组和未加吸附剂硅藻土包埋实验组对总磷去除率分别为78.20%和81.36%,说明同样在包埋比为1∶4的条件下实验组对总磷有最佳去除能力。在最佳包埋比例条件下,总磷去除率相对1∶1和1∶0实验组分别高出9.03%和15.35%;同时,相对悬浮组高出18.52%,再次说明包埋固定水华束丝藻能极大提升其对污水中COD的去除能力。图2(b)给出了在单独包埋硅藻土的情况下,包埋粒对COD的去除效果。从10 d的去除试验中可以看出,对照实验组0∶4、0∶5对COD的去除率为30%左右,较其他对照实验组有明显的提升,说明了硅藻土对COD有一定吸附效果。

  2.2 包埋后与悬浮状态生长状况研究

  图3为包埋后的水华束丝藻和悬浮状态下的水华束丝藻的生长状况。从图中可以观察到藻类在新环境中有6 d左右的适应期,在第22天左右生长达最大并开始进入稳定期,30 d后开始衰亡。同时,被包埋的藻在最初3 d的生长量低于悬浮状态下藻的生长量,经过10 d左右的适应都出现了相对较明显的增长,开始进入对数生长期,整个生长周期符合典型的“S”型曲线。同时,也可以看出包埋水华束丝藻并没有对其生长产生较大影响,而且可以观察到,在对数生长期,包埋组的生长趋势明显要稍高于悬浮组,说明经包埋后水华束丝藻流动性减弱,加之包埋粒可能对氮磷有一定吸附性能,增快了其生长。

  3 结论

  包埋水华束丝藻和硅藻土在不同包埋比例下对COD有不同的吸附效果,其中在m藻:m土为1∶3~1∶4时,去除效果最好均可达到90%以上,其他实验组均有不同程度的下降,而悬浮藻去除率只有75%~80%。

  参考文献

  [1]陈蕊,傅学起.畜禽养殖废水的研究与应用[J].农业环境科学学报,2006,25(增刊):374-377.

  [2] De la Noüe J.,Proulxd D. Biological tertiary Treatment of Urban Wastewaters with Chitosan Immobilized Phormidium[J].Appl. Microbiol. Bio-technol.,1988(29): 292-297.
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