藻菌体系下高浓度有机废水的营养回收和能量利用机制研究

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1、中图分类号：单位代号：10280密级：学号：15723839硕士学位论文SHANGHAIUNIVERSITYMASTER’SDISSERTATION题藻菌体系下高浓度有机废水的目营养回收和能量利用机制研究作者祁文强学科专业环境工程校内导师吴明红联培单位中国科学院上海高等研究院联培导师魏伟完成日期2018年5月I上海大学硕士学位论文上海大学工学硕士学位论文藻菌体系下高浓度有机废水的营养回收和能量利用机制研究姓名：祁文强校内导师：吴明红联培导师：魏伟学科专业：环境工程上海大学环境与化学工程学院2018年05月III上海大学硕士学位论文ADissertationSubmittedtoShan

2、ghaiUniversityfortheDegreeofMasterinEngineeringTheResearchofNutrientRecoveryandEnergyUtilizationMechanisminHigh-strengthOrganicWastewaterbyAlgal-BacteriaSymbiosisMACandidate：WenqiangQiSupervisor：MinghongWuJoint-Supervisior：WeiWeiMajor：EnvironmentalEngineeringEnvironmentalandChemicalEngineeringCo

3、llege,ShanghaiUniversityMay,2018IV上海大学硕士学位论文摘要微藻废水处理可以有效实现废水中的营养回收和能量利用。而相较于传统的单一生物处理方法，藻-菌共培养废水处理具有更为广泛的研究应用前景。构建合理的藻-菌共培养体系是强化废水处理性能的关键。本文利用厌氧发酵，微藻接种，藻-菌共培养等技术手段，以废水的营养回收和能量利用为切入点，对藻-菌体系下高浓度有机废水的处理性能以及相关藻-菌共培养机理等方面进行了研究。通过厌氧发酵+微藻培养连续过程可以实现高浓度有机废水的高效处理。预先进行污泥热处理可以控制发酵过程为产氢发酵，产氢发酵过程下生物气中氢气的占比高达5

4、4.8%。在产氢发酵+微藻培养连续过程中，废水中COD，NH+-N，4TP的去除率分别达到了100%，98.3%和64.2%。通过产氢发酵+微藻培养过程，废水的热值转化效率（HVCE）可以高达到41.2%。由微生物群落分析结果可知，厌氧产氢发酵+微藻培养过程后水样中的优势微生物群落为寡养单胞菌属（Stenotrophomonas），金黄杆菌属（Chryseobacterium），微小杆菌属（Exiguobacterium）。在模拟高浓度发酵废水的条件下，对不同初始小球藻接种浓度下的废水处理性能进行了初探。初始接种浓度为0.5g/L的条件下，废水中总碳（TC）的去除率分别达到了55.6%

5、，生物质积累量（三天后）达到1.93g/L。基于有机物去除，生物质积累量以及操作成本等方面的考虑，选取0.5g/L为最适小球藻初始接种浓度用于后续高浓度发酵废水的处理。选用金橙黄微小杆菌（Exiguobacteriumaurantiacum），嗜氨基酸寡养单胞菌（Stenotrophomonasacidaminiphila），大菱鲆金黄杆菌（Chryseobacteriumscophthalmun）作为三株微藻促生菌，并构建三组藻-菌共培养体系用于高浓度发酵废水的藻-菌共培养处理。研究结果表明，ChlorellasorokinianaL3＋Chryseobacteriumscophth

6、almun共培养体系表现出了最佳的废水处理性能。与单藻ChlorellasorokinianaL3体系相比，该共培养体系下废水中COD，NH+-N以4及TP的去除率分别提高了21.7%，17.8%，22.6%。在为期三天的处理过程中，V上海大学硕士学位论文共有1.61g/L的COD当量，91.5mg/L的NH+4-N以及131.7mg/L的TP被有效去除利用。能量分析结果表明，ChlorellasorokinianaL3＋Exiguobacteriumaurantiacum共培养体系具有最佳的能量转化效率，其总能量转化效率（TECE）高达70.7%，显著高于单藻体系下的38.8%。藻-

7、菌体系下的营养回收和能量分析结果表明，藻-菌间通过二氧化碳与氧气的物质营养交换作用实现了高浓度发酵废水的生物强化处理。利用ChlorellasorokinianaL3＋Chryseobacteriumscophthalmun藻-菌共培养体系，进行了促生菌Chryseobacteriumscophthalmun对微藻ChlorellasorokinianaL3糖组分积累影响的研究。结果表明，培养条件调控下的缺氮环境促进了微藻糖组分的积累，小球藻最