选择富集培养可沉微藻用于污水处理深度净化实验研究

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1、分类号TU99学号1108140312002学位论文选择富集培养可沉微藻用于污水处理深度净化实验研究ExperimentalStudyonSelectiveEnrichmentofSettleableMicroalgaeSpeciesforAdvancedWastewaterTreatment胡娜娜指导教师姓名郝晓地教授北京建筑大学申请学位级别硕士学位类别工学硕士专业名称市政工程年级2012级论文答辩时间2015年06月学位授予单位和日期北京建筑大学2015年07月答辩委员会主席王洪臣论文评阅人王洪臣付昆明北京建筑大学硕士学位

2、论文原创性声明本人郑重声明；所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行的研究工作及取得的研宄成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包含本人或他人为获得北京建筑大学或其它教育机构的学位或学历证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研宄所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。学位论文作者签字:调―日期：挪年Z制日北京建筑大学硕士学位论文版权使用授权书本人完全了解学校有关学位论文知识产权的规定，在校攻读学位期间论文

3、工作的知识产权属于北京建筑大学，允许论文被查阅和借阅。学校有权保留论文并向国家有关部门或机构送交论文纸质版和电子版，可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以釆用影印、缩印、或扫描等复制手段保存和汇编学位论文。保密学位论文在解密后的使用授权同上。学位论文作者签名：顿校内导师签名：，，年‘月_年/月W日校外导师签名：年月日摘要摘要微藻用于污水深度处理有着能耗低、固定二氧化碳（CO2）、生成氧气（O2）、产生生物质能等优点。然而，藻细胞沉降性能差、难与处理水分离等问题使其工程化应用受阻。因此，实现微藻高效沉降分离

4、与高密度培养是推动微藻污水深度净化技术工程化应用的关键。本课题通过施加选择性压力[沉淀时间：SettlingTime,ST；周期体积交换比（每周期充水体积/反应器总体积）：VolumeExchangeRatio,VER]，形成一个临界沉降速度，淘汰沉降速度低的微藻，从而富集培养出可沉降微藻种属，以提升微藻的整体沉降性能。课题实验分两步进行：第一步为探索性实验，目的在于初步验证通过选择性压力富集培养可沉降微藻的可行性；第二步是扩展培养实验，着重研究可沉微藻的生理、生化特性、对污水深度净化的效果以及生物质利用的潜能。探索性实验中根

5、据VER不同，设置了两组培养体系：VER=0.2和VER=0.7；每组内分别设置了ST=10、30、60min的平行试验。扩展培养实验中设置了三组培养体系：VER=0.2，VER=0.5和VER=0.7；每组内分别设置了ST=10、60min的平行试验。两步实验接种均为以实际二级处理出水为底物，实验室培养形成的以小球藻和栅藻为主的混合藻液。该混合藻液沉降性能较差（~30%）。探索性实验结果显示，通过施加沉淀时间和体积交换比等选择性压力确实可以淘汰沉降缓慢的微藻种属，实现可沉降微藻种属的富集培养。其中，VER=0.2时的培养体系

6、最终选择出的优势微藻种属为颤藻（Oscillatoriasp.）；实验期间最高生物量（MLSS）-1达2.745g·L。而VER=0.7时的培养体系最终选择出的优势种属为直链硅藻（Melosira）；-1实验期间最高生物量高达4.515g·L。这两种优势种属均为沉降性能极佳的大型丝状微藻。它们在系统稳定运行期间，沉降率均可达100%。扩展实验中因VER不同，形成3种优势微藻体系：（1）颤藻（VER=0.2）；（2）硅藻-颤藻共存（VER=0.5）；（3）硅藻（VER=0.7）。对比两步实验不难发现：低VER易形成颤藻，高VER

7、致硅藻出现，中VER则两种微藻兼有之。因此通过控制VER，完全可实现对可沉藻的定向培养。VER越高，沉降性能提升越快：VER=0.2、0.5和0.7时达到>97%沉降率所需培养时间分别为32、15和11d；而同一体系中不同ST对沉降性能的提升基本没有影响。这说明高VER是快速富集可沉降种属的决定性因素。在水质净化方面，优势微藻种属对氮、磷的去除显示出不同的特点：（1）颤藻（VER=0.2）对硝---1酸氮（NO3）的去除能力最强，去除率达98.7%（出水NO3-N浓度为0.04mg·L）；而-硅藻-颤藻（VER=0.5）硅藻（

8、VER=0.7）系统对NO3的去除率分别为83.7%和64.1%（出--1水NO3-N浓度分别1.7和3.7mg·L）。（2）磷的去除则基本不受优势种属影响，各体3--1系均实现了平均99%以上的极佳除磷效果（出水PO4浓度持续低于0.05mgP·L）。藻细胞收获后可能具有一