专题2-藻类与水处理.ppt

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1、藻类在污水处理中的应用藻类学专题2污水处理系统水污染可根据污染杂质的不同而主要分为化学性污染、物理性污染和生物性污染三大类。污染物主要有：（1）未经处理而排放的工业废水；（2）未经处理而排放的生活污水；（3）大量使用化肥、农药、除草剂的农田污水；（4）堆放在河边的工业废弃物和生活垃圾；（5）水土流失；（6）矿山污水。污水处理概述一级处理：机械处理，如格栅、沉淀或气浮，去除污水中所含的石块、砂石和脂肪、油脂等；BOD一般可去除30%左右，达不到排放标准；二级处理：生物处理，主要去除污水中呈胶体和溶解状态的有机污染物质（BOD，

2、COD物质），去除率可达90%以上，使有机污染物达到排放标准；三级处理：深度处理，它包括营养物的去除和通过加氯、紫外辐射或臭氧技术对污水进行消毒。好氧生物处理是在有游离氧（分子氧）存在的条件下，好氧微生物降解有机物，使其稳定、无害化的处理方法。微生物利用废水中存在的有机污染物（以溶解状与胶体状的为主），作为营养源进行好氧代谢。这些高能位的有机物质经过一系列的生化反应，逐级释放能量，最终以低能位的无机物质稳定下来，达到无害化的要求，以便返回自然环境或进一步处置。废水好氧生物处理的最终过程可用下图表示。废水的好氧生物处理图示表明

3、，有机物被微生物摄取后，通过代谢活动，约有1/3被分解、稳定，并提供其生理活动所需的能量；约有2/3被转化，合成为新的原生质（细胞质），即进行微生物自身生长繁殖。好氧生物处理的反应速度较快，所需的反应时间较短，故处理构筑物容积较小。且处理过程中散发的臭气较少。所以，目前对中、低浓度的有机废水，或者说BOD5浓度小于500mg/L的有机废水，基本上采用好氧生物处理法。废水的好氧生物处理废水的厌氧生物处理是在没有游离氧存在的条件下，兼性细菌与厌氧细菌降解和稳定有机物的生物处理方法。在厌氧生物处理过程中，复杂的有机化合物被降解、转

4、化为简单的化合物，同时释放能量。在这个过程中，有机物的转化分为三部分进行：部分转化为CH4，这是一种可燃气体，可回收利用；还有部分被分解为CO2、H2O、NH3、H2S等无机物，并为细胞合成提供能量；少量有机物被转化、合成为新的原生质的组成部分。由于仅少量有机物用于合成，故相对于好氧生物处理法，其污泥增长率小得多。由于废水厌氧生物处理过程不需另加氧源，故运行费用低。此外，它还具有剩余污泥量少、可回收能量（CH4）等优点。其主要缺点是反应速度较慢，反应时间较长，处理构筑物容积大等。为维持较高的反应速度，需维持较高的温度，就要消

5、耗能源。对于有机污泥和高浓度有机废水（一般BOD5≥2000mg/L）可采用厌氧生物处理法。废水的厌氧生物处理藻类在污水处理中的应用传统的生化二级处理除磷工艺使大量的磷从污水中转移到剩余污泥中,效率30-50％藻类是自养型生物,生长对废水中营养要求较低,利用氮、磷等营养物质合成复杂的有机质。藻类细胞具有富集金属的能力,对一些金属离子如Zn、Hg、Cd、Cu、U、Pb等金属离子的富集可达几千倍,并且由于其生长速度快,代谢迅速,吸附作用快而净化效率高。藻类去除氮磷的原理藻类细胞能利用无机氮和有机氮化合物作为氮源,硝酸盐、亚硝酸盐

6、和铵盐可以用于氨基酸和蛋白质等物质的合成；磷酸盐被藻细胞吸收,并通过多种磷酸化途径转化成ATP、磷脂等有机物。《现代农业科技》2008年第4期藻类细胞壁和真菌细胞壁相似，也是多层微纤维结构，其组成一般都含有纤维素和果胶质以及藻酸铵岩藻多糖和聚半乳糖硫酸酯等，它们可提供氨基、酰胺基、醛基、羟基、硫醇等功能团与金属结合;藻类细胞壁一般为多孔结构，允许分子和离子自由通过，而细胞膜是具有高度选择性的半透膜，一般只允许中性分子通过而离子不能通过;藻类群体外的胶质层主要由糖类、果胶质等大分子物质所组成，易于和重金属形成缔合物或络合物，附

7、着在群体细胞的外胶上被改变形态，从而降低污水中游离态的Pb、Zn的含量，实现解毒功能。藻类去除重金属的原理藻类去除重金属的原理重金属与藻细胞表面的负电荷反应点(一般为多糖类)的结合发生吸附,吸附分为物理吸附和生物吸附,其中以生物吸附为主；累积是一种主动运输的过程；在整个吸收过程中,累积重金属的量只占总吸收量的10%~20%,而生物吸附的量则占80%~90%,生物吸附为吸收的主要途径。图1藻类生物吸收重金属的主要途径(江用彬2007）Fig.1Themainwaysofuptakeheavymetalbyalgae藻类去除重金

8、属的原理污水处理中的藻类可用于提取多种有价值的天然产物。印度是在这方面应用比较成功的国家；藻类在污水处理中的应用(FOX1984)常用于污水处理的藻类（胡洪营等2009）应用藻类处理污水的主要类型稳定塘（生物塘）生物膜技术稳定塘稳定塘又名氧化塘或生物塘，是一种利用水塘中的微生物和藻类对污水