螺旋藻协同沸石高效处理高氨氮废水的研究

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1、分类号：密级：UDC：学号：407427215005南昌大学硕士研究生学位论文螺旋藻协同沸石高效处理高氨氮废水的研究Studyoneffectivetreatmentofhighconcentrationammonianitrogenwastewaterbycombinationofspirulinaandzeolite韩佩培养单位（院、系）：资源环境与化工学院指导教师姓名、职称：樊华副教授；周文广教授申请学位的学科门类：工学学科专业名称：环境科学与工程论文答辩日期：2018年5月25日答辩委员会主席：评阅人：2018年5月25日摘要摘要高氨氮废水的处理一直是全球一

2、大处理难题，本文旨在利用螺旋藻协同沸石高效处理高氨氮废水。通过沸石将废水中高浓度的氨氮降至螺旋藻可利用的范围之内，再利用沸石处理后的废水和铵吸附沸石对螺旋藻进行不同方式的培养，在达到低成本处理废水中高浓度氨氮的同时，实现螺旋藻培养以及沸石再生的三重目的。耐受氨氮的螺旋藻藻种筛选研究结果表明：当培养液中氨氮浓度在螺旋藻的耐受范围内时，藻细胞对氨氮的吸附速率较快。四种钝顶螺旋藻NCU、SBD1-10、SP16、SP18中，只有钝顶螺旋藻SBD1-10可以在氨氮浓度为127.2mg/L左右的培养液中生长，生物量为Zarrouk培养基中的螺旋藻生物量的74.3%，因此钝顶螺

3、旋藻SBD1-10为最适螺旋藻。钝顶螺旋藻SBD1-10的OD560与干重拟合曲线的相关系数＞0.99，因此可通过测量螺旋藻的OD560作为生物量指标。沸石吸附处理高氨氮废水的探究表明：SEM表征显示合成沸石比天然沸石有更大的比表面积；XRD结果显示天然沸石的主要成分为非金属无机物，而合成沸石为钠型沸石。合成沸石对废水中的氨氮吸附效果良好，72h时沸石的单位氨氮吸附量为6.12mg/g。准二级动力学方程表明合成沸石对氨氮的吸附主要是以化学吸附和离子交换为主。Langmuir和Freundlich方程均能较好描述合成沸石吸附氨氮性能，但后者的拟合效果更好。通过设计正交

4、实验，得到沸石吸附高氨氮废水的最优条件为沸石投加量350g/L、pH=8、吸附时间9h。螺旋藻协同沸石处理高氨氮废水研究表明：钝顶螺旋藻SBD1-10无法直接在高氨氮废水中生长，最优条件下沸石吸附高氨氮废水后，加入螺旋藻与沸石共培养时溶液中氮源利用率低于30%，且螺旋藻的生物量仅为Zarrouk培养基组的49.3%。最优条件下沸石对高氨氮废水进行吸附后进行固液分离，利用吸附后废水，以及在无氮废水中加入铵吸附沸石分别培养螺旋藻，发现沸石吸附后废水和铵吸附沸石的氮源利用率分别超过90%和40%，螺旋藻生物量分别为对照组的52.0%和63.4%，且利用铵吸附沸石培养螺旋藻

5、可使沸石的吸附性能基本得以再生。分析各处理组溶液中的氨氮，发现吸附后废水培养到第8d时溶液中氨氮为低于方法检测限（2mg/L），而加入铵吸附沸石的溶液中的氨氮稳定I摘要在33.3~38.3mg/L。对各处理组的螺旋藻营养成分进行测定，发现蛋白质和叶绿素a、b以及类胡萝卜素含量最高的是铵吸附沸石组，分别为69.80%，22.18μg/ml、22.90μg/ml以及9.61μg/ml，其次是Zarrouk组，最低的是吸附后废水组，但吸附后废水组螺旋藻的总脂含量最高，为28.2%。关键词：高氨氮废水；螺旋藻；沸石；沸石再生；营养成分IIAbstractABSTRACTTh

6、etreatmentofhighconcentrationammonianitrogenwastewaterhasbeenoneofthemostdifficultproblemsintheworld.ThepurposeofthispaperistousethecombinationofSpirulinaandzeolitetotreathighammonianitrogenwastewaterefficiently.Gainingoptimalzeolitebyscreeningandoptimizingthezeoliteadsorptiontreatment

7、ofhighconcentrationammonianitrogenwastewater,thehighconcentrationofammonianitrogenisadsorbedbyzeoliteandtheconcentrationisdowntotherangeofSpirulinaavailable,thentheadsorptiontreatedwastewaterbyzeoliteandammoniumadsorptionzeolitewereusedforvariousmethodsofcultivationofSpirulina.Asthet