發(fā)布時間：2017-07-17 13:22

  本文關鍵詞：出水微藻深度處理種屬控制應用研究

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【摘要】：利用微藻凈化污水的方式避免了傳統(tǒng)污水處理方式能耗高、易二次污染的弊端,并依其在節(jié)約能耗、吸收重金屬以及制備生物柴油等方面的突出優(yōu)點逐漸成為污水處理與能源回收研究的熱點。然而,藻水分離困難卻成為微藻處理污水與微藻細胞采收在工程實際中應用的技術瓶頸。可自然沉降微藻的存在為解決藻水分離困難這一難題提供了可能,然而自然界中可自然沉降的微藻往往與懸浮微藻共同存在于水體中,因此篩選培養(yǎng)可自然沉降微藻成為微藻凈化污水技術的關鍵。有鑒于此,本課題在模擬二級出水與實際二級出水的情況下,通過施加選擇性壓力(間歇排水)篩選馴化出兩種可自然沉降的微藻藻屬,并探究了不同優(yōu)勢藻屬的水處理能力、細胞能源利用方式及潛力等特性。在不同進水水質下,通過控制微藻反應器的換水體積比例(VER=0.2,VER=0.5,VER=0.7),培養(yǎng)馴化出不同種類沉降性能優(yōu)良(沉降率達95%以上)的微藻藻屬:(1)以濕地出水作為進水的培養(yǎng)系統(tǒng)優(yōu)勢藻種主要為大型鏈狀顫藻,顫藻系統(tǒng)在培養(yǎng)20周期左右其沉降性可達到98%;(2)人工模擬配水的微藻培養(yǎng)系統(tǒng)優(yōu)勢藻種為直鏈硅藻,硅藻系統(tǒng)在培養(yǎng)15周期前后沉降率可達100%,上清液SS幾乎為0g/L。不同換水比例情況下水質處理情況為:(1)濕地出水作為進水水質的顫藻系統(tǒng),NO_3~--N的去除比例分別為70%、60%、50%;(2)人工模擬配水系統(tǒng)的硅藻系統(tǒng),NO_3~--N的去除比例分別為100%、60%、40%;(3)在各個換水比例下,出水PO_4~(3-)-P平均值低于0.2 mg·L~(-1),去除率達95%。綜合比較水質處理與微藻沉降性能,50%換水比情況下篩選出的可沉微藻最有利于工程應用。顫藻和硅藻對氮的利用方式主要為生物吸收,對PO_4~(3-)-P的去除,顫藻生物除磷和化學除磷各占50%左右,而硅藻生物除磷作用占據35%,化學除磷途徑占據65%。通過提高進水水質中氮磷比(由8:1到3:1)即保證PO_4~(3-)-P處于富足狀態(tài),微藻對NO_3~--N的去除率有所上升(12.5%),但并未明顯提高。為使系統(tǒng)保持較高的活性,本課題研究了不同排藻比例情況下系統(tǒng)的水質處理情況,當SS保持在3.0±0.2g/L左右時,微藻生物活性達到最大,生物降解率也達到最高。定期排出的微藻可以作為制備生物柴油的原料或污泥共消化的基質。本課題培養(yǎng)出的兩種優(yōu)勢藻種——顫藻和硅藻,其油脂、蛋白質、多糖成分分別為:6.5%、47%、3.7%和11.2%、41%、6.7%。在此基礎上,將兩種微藻分別用于和剩余污泥共消化產甲烷,結果表明共消化后單位質量VSS的顫藻與污泥共消化的產甲烷效率比顫藻、剩余污泥單獨厭氧消化時分別提高62.01%、41.44%,單位質量VSS的硅藻與污泥共消化產甲烷效率比硅藻、剩余污泥單獨厭氧消化時分別提高28.71%、51.54%。其共消化機理還需進一步研究。
【關鍵詞】：微藻 自然沉降微藻 深度凈化 生物柴油 產甲烷
【學位授予單位】：北京建筑大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：X703
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-9
• 第1章 緒論9-21
• 1.1 微藻凈化污水與藻細胞能源化的技術瓶頸—藻水分離9-11
• 1.2 藻水分離新方向——可自然沉降微藻11-12
• 1.3 微藻自然沉降的機理及其影響因素12-17
• 1.3.1 微藻重力沉降機理及影響因素12-14
• 1.3.2 微藻自絮凝及影響因素14-16
• 1.3.3 微生物輔助微藻絮凝的機理及影響因素16-17
• 1.4 自然沉降微藻的篩選與培養(yǎng)17-18
• 1.5 自然沉降微藻的應用前景分析18-19
• 1.6 課題來源19
• 1.7 研究內容及意義19-20
• 1.7.1 主要研究內容19-20
• 1.7.2 研究意義20
• 1.8 論文概述20-21
• 第2章 實驗材料與方法21-30
• 2.1 實驗概述21
• 2.2 微藻培養(yǎng)系統(tǒng)21-25
• 2.2.1 接種藻液來源21-22
• 2.2.2 污水水質特性22-23
• 2.2.3 實驗裝置及啟動23-25
• 2.3 常規(guī)指標分析及檢測方法25-30
• 2.3.1 常規(guī)分析25
• 2.3.2 微藻種群類別及生物量的確定25-30
• 第3章 污水類型對沉降性微藻種屬的影響30-43
• 3.1 實驗目的30
• 3.2 實驗方案30-31
• 3.2.1 微藻培養(yǎng)系統(tǒng)的啟動與運行30-31
• 3.2.2 微藻富集優(yōu)勢藻種系統(tǒng)的監(jiān)測31
• 3.3 結果與討論31-40
• 3.3.1 不同水質優(yōu)勢藻種的富集情況31-32
• 3.3.2 不同水質微藻生物量的累積情況32-38
• 3.3.3 不同水質微藻系統(tǒng)沉降性能38-40
• 3.4 不同水質優(yōu)勢藻屬差異性影響因素的探究40-42
• 3.5 本章小結42-43
• 第4章 不同水質優(yōu)勢藻種污水深度凈化對比分析43-58
• 4.1 實驗目的43
• 4.2 微藻系統(tǒng)對水中氮磷營養(yǎng)物質的去除43-46
• 4.3 微藻對氮磷的利用方式概述46-50
• 4.3.1 系統(tǒng)對氮的利用途徑及方式47-48
• 4.3.2 系統(tǒng)對磷的利用途徑及方式48-50
• 4.4 提高脫氮去除率的因素探討50-52
• 4.5 SRT對微藻水質去除能力的實驗探討52-57
• 4.5.1 實驗方案52-53
• 4.5.2 實驗結果分析與討論53-57
• 4.6 本章小結與討論57-58
• 第5章 優(yōu)勢微藻能源利用方式探究58-63
• 5.1 實驗目的58
• 5.2 微藻油脂含量的測定58
• 5.3 氮饑餓對微藻油脂含量積累的影響58-60
• 5.4 優(yōu)勢微藻產甲烷潛力探究60-63
• 5.4.1 實驗方案60
• 5.4.2 實驗結果與分析60-63
• 第6章 結論與建議63-65
• 6.1 結論63-64
• 6.2 建議64-65
• 參考文獻65-70
• 致謝70

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本文編號：553798