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吉林化工学院环境科学与工程专业环境生物学设计性实验院系:资源与环境工程学院班级：环境科学与工程1301姓名：牛浩指导老师：邹继颖学号：1310338102天然藻类处理废水（吉林，吉林，吉林化工学院，牛浩，132022）摘要：利用藻类处理废水、净化富营养水体,既能保护环境,又能节约资源,具有良好的生态效益和社会经济效益[1]。利用天然藻类中不同培养方式的绿藻处理同类型废水，以COD作为检测指标[2]。结果表明：在相同条件下，敞口培养得绿藻比封口培养得绿藻去除效率高。同时探讨了藻类在污水处理的应用和发展前景。关键词：天然藻类；绿藻；污水处理；COD；前景Naturalalgaeprocessingwastewater(Jilin,Jilin,Jilininstituteofchemicalindustry,NiuHao,131022)Abstract:theuseofalgaeprocessingwastewater,purifytheeutrophicwaterbody,cannotonlyprotecttheenvironment,andcansaveresourcesandhasgoodecologicalbenefitandsocialeconomicbenefits[1].Differentwaysoftrainingintheuseofnaturalalgaealgaewithtypewastewatertreatment,CODasdetectionindex[2].Resultsshowthatunderthesameconditions,exposuretocultivategreenalgaesealtrainingthangreenalgaeremovalefficiencyhigh.Atthesametimethispaperdiscussestheapplicationofalgaeinsewagetreatmentanddevelopmentprospects.Keywords:naturalalgae,greenalgae,sewagetreatment,COD,prospects前言：废水的处理问题是我国乃至世界各国普遍关注的问题，找到一种操作简单，成本低且处理效果好的处理方法是解决问题的关键所在［3］。目前，我国绝大部分的城市污水处理厂均采用传统的二级活性污泥法处理工艺，处理费用高制约了其推广和应用。大量的研究结果表明［4-6］，即使是在资金有保障的前提下，仅靠建立污水处理厂对点源进行处理，也很难使水污染得到有效控制。藻类在污水处理中起着复杂的作用:既可以氧化分解有机物、降低氮磷浓度；可以富集有机污染物、金属离子、微量元素、放射性元素；可以作为肥料、饵料、食品甚至保健品;又可以作为检测的方法或监测的指标。藻类净化水质的机理是藻类通过光合作用向水体供氧，增加水体的溶解氧，使好氧菌能够不断地进行有机质的降解，同时由于光合作用增加了pH值，也可以对污水起到消毒作用，减少大肠杆菌及有毒细菌数量，而藻类则利用细菌降解有机质产生的二氧化碳，因此在净化水质的过程中，藻类与细菌是相辅相成的，被称为“藻菌共生”［7］。利用藻类处理废水技术在国内研究已成为一种趋势，既能保护环境又能节约资源，具有良好的生态效益和社会经济效益［8］，藻类不但能处理废水，还能去除水体中的氮、磷等营养物质和其它有机物，对自然水域中的污水有良好的净化作用［9－11］。1实验仪器与设备1.1实验试剂培养藻类选用SE培养基［12］，培养基配比见表１，COD测定采用重铬酸钾法，所用药品：硫酸汞、重铬酸钾、硫酸亚铁铵、硫酸银、浓硫酸邻菲啰啉（C12H18N2·H20）等，所用药品均为分析纯。表1培养基1.2实验仪器调温式电炉或300W电炉、全玻璃COD回流装置、50ml酸式滴定管、250ml锥形瓶2实验步骤2.1藻类培养用SE培养基培养绿藻，所用藻种采自于松花江龙潭大桥上游50m处江水（水温６℃）。含藻类湖水与培养基溶液1∶5比例放入250ｍＬ锥形瓶中，一个用玻璃纸扎紧封口编号1，另一个敞口标号2，放在阳光充足、温度适宜的寝室培养7~15d。藻类浓度达到需要值。2.2藻类处理废水将某废水样（初始COD：220mg/l），按与原先编号的锥形瓶里的绿藻溶液1：1放入新的2个250ml锥形瓶中分别编号3、4，培养4d左右取上清液过滤在50ml小烧杯中取20ml上清液进行COD测定，测定方法选用重铬酸钾法。2.3COD的测定称取0.4g硫酸汞放在回流瓶中，加入20ml试样，混匀后加入10.0ml重铬酸钾标准溶液，加入几粒玻璃微珠，把回流瓶和冷凝装置连接起来，冷却下加入30ml硫酸银（硫酸）溶液，回流加热2h，冷却后稀释溶液至150ml，加入2滴试亚铁灵指示剂，用标准硫酸亚铁铵溶液滴定过量的重铬酸钾，滴定终点为从蓝绿色变为红褐色，记录消耗的硫酸亚铁铵标准溶液毫升数，同时以20ml蒸馏水代替水样，做空白试样，同上。3数据处理COD（O2，mg/l）=(V0-V1)×C×8×1000/VC——硫酸亚铁铵标准溶液的浓度，V——水样体积，V0——滴定空白时硫酸亚铁铵标准溶液的用量，mLV1——滴定水样时硫酸亚铁铵标准溶液的用量，mL表2消耗硫酸液铁铵标准溶液滴定前ml滴定后ml消耗量ml空白试样0.025.625.6封口5.029.324.3敞口11.135.624.5表3COD空白试样敞口封口COD（mg/l）220.044.052.0表44讨论封口绿藻溶液对废水的去除率为76.4%，敞口绿藻溶液对废水的去除率80%，对于同一种污水，不同条件下培养得绿藻溶液相差4%左右。藻类净化水质的机理是藻类通过光合作用向水体供氧，增加水体的溶解氧，使好氧菌能够不断地进行有机质的降解而在藻类生长过程中，能量来源于光合作用,，光合作用中产生的BOD的降低，增加的pH值起到消毒作用，且高pH值可引起的吹脱和磷酸盐的沉淀，从而降低氨氮和磷酸盐的浓度。藻类处理污水时把水中的+NH4、NO3-、NO2-、H2PO4-等无机离子和尿素等有机物质所含有的N、P等元素缔合到碳骨架上，形成藻类细胞[13]，敞口促进了藻类的生长加速了这一过程，更有利于藻菌共生，更进一步去除水中的COD。5前景和应用1.生物稳定塘：最早利用藻类光合作用产氧以稳定有机物的工程化应用是生物稳定塘。目前，菌藻共生的生物稳定塘（WasteStabilizationPond,WSP）在世界范围内已经得到了广泛应用。2.高效藻类塘：高效藻类塘内，通过连续搅拌，藻类浓度得以提高，藻类的作用得到加强，在有效去除氮、磷等方面具有普通稳定塘无法比拟的优点[14]。塘中，小球藻属和栅藻属等单细胞绿藻是优势种群，其藻类蛋白生长非常快，氨基酸等营养成分也非常高。高效藻类塘的出水可以直接排入鱼塘，成为一些鱼类的良好饵料，也可以经除藻后灌溉农田，它具有停留时间短,水深浅,对氮磷的去除效果好的特点[15]3.水力藻类床：藻类在ATS中对磷的去除占主导作用。4.藻类固定化技术：通过添加藻类生物膜的这种低成本、甚至接近自然的深度处理工艺，可以加强氮、磷等营养物质及细菌的去除，尤其适合小型污水处理厂的深度处理，对碳氮比低而氮磷偏高的污水处理具有一定的应用前景，一般认为固定化提高了藻类的合成代谢活性，延迟衰老，并在一定程度上降低了藻类的分解代谢活性[16]。固定化细胞与非固定化细胞相比，对氨毒性的抵制力强，系统稳定[17]5.藻类吸附重金属：藻类对重金属离子有较强的富集能力，利用藻类富集重金属离子是很有潜力的化学处理方法的替代[18]。有研究表明微藻对Au+、Ag+、Cu2+、Pb2+、Ca2+、Cr2+、Cd2+等多种重金属离子有很好的吸附作用，最大吸附容量可达到0.8mmol/g～.6mmol/g[19-20]，污水中的金属离子可随藻类生物量一并除去去除难降解污染物：类还可以有效地富集和降解多种有机化合物如碳氢化合物、有机氯、农药、烷烃、偶氮染料、淀粉、酚类、邻苯二甲酸酯和金属、有机污染物等[21-22]。利用固定化小球藻降解三丁基锡及其降解产物二丁基锡、一丁基锡，固定化大大提高了微藻对三丁基锡及其降解产物的摄取，停留时间为12h时，固定化微藻对3种丁基锡的去除率分别为86.5%、79.0%、78.3%，而悬浮态微藻的去除率仅为37.8%、30.0%、69.4%。6.用藻类监测和净化污水是一种廉价高效易操作的方式。回收的藻类,尤其是螺旋藻,还可以带来巨大的经济价值[23]。参考文献[1].韩仕群,张振华,严少华，农业环境与发展.2000（1）：13-16.[2].刘辉，邹继颖，戎贵文等.天然藻类对废水中COD的去除效率研究[J].黑龙江大学工程学报.2015（6）：33-41.[3].毕可臻．国内造纸废水处理方法研究进展［Ｊ］．杭州化工，2014,44（3）：7-12.[4].周晓晨，李思凡，阎松．造纸废水集成技术处理的研究进展［Ｊ］．当代化工，,2014,43（5）：803-805．[5].MallickN．Biotcchnogicalpotcnticalofimmobilizcdal-gacforwastcwateraN.Pａandmetalcamral:Areview[J].Biomctals,2002,15(5):377-390.[6].黄翔峰．池金萍．何少林，等．高效藻类塘处理农村生活污水研究［Ｊ］．中国给水排水，2006,5(22):36-37.[7].董芳芳，程凯，许敏，等．藻类对造纸废水中ＣＯＤ的去除效率研究［Ｊ］．环境科学与技术，2010,33(1):166-169.[8].韩仕群，张振华，严少华．国内外利用藻类技术处理废水、净化水体研究现状［Ｊ］．农业环境与发展，2000,17(1):13-16．[9].刘晓江，施心路，齐桂兰，等．淡水藻类在监测水质和净化污水中的应用［Ｊ］．生物学杂志，2010,12:27-36．[10].邹继颖，刘辉．松花湖水质及浮游动物群落结构的研究［Ｊ］．黑龙江大学工程学报，2014,5(1)：51-54．[11].邹继颖，闫昌起，王玉伟，等．落马湖水质及富养化安全性分析［Ｊ］．黑龙江大学工程学报，2015,6(1)：52-55．[12］董芳芳．藻类对造纸废水中COD的去除效率研究［D］．武汉：华中师范大学，2009.[13]茹至刚.环境保护与治理[M].北京：冶金工业出版社,1988.[14]陈鹏,周琪.高效藻类氧化塘处理有机废水的研究和应用[J].上海环境科学，2001，20（7）：309-311.[15]池金萍、安丽。黄翔峰等，高效藻类塘在污水处理中的研究及应用.《四川环境》.2004，23（05）：28-30.[16]BaozhenWang,WenyiDong,JinlanZhang,etal.Experimenta,Studyofhighratepondsystemtreatingpiggerywastewater[J].WaterScienceTechnology,1996,134(11):125-132.[17].De-Bashan,LuzE.,Moreno,etal.RemovalofammoniumandphosphorusionsfromsyntheticwastewaterbythemicroalgaeChlorellavulgariscoimmobilizedinalginatebeadswiththemicroalgaegrowth-promotingbacteriumAzospirillumbrasilense[J].WaterResearch,2002,36（12）:2941-2948.[18]Matheickal,JoseT.,Yin,etal.Heavymetaluptakecapacitiesofcommonmarinemacroalgalbiomass[J].WaterResearch,1999,33（6）：1534-1537．[19]Roy,Dipak