細(xì)菌強化微藻資源化利用豬場沼液氮磷技術(shù)研究.pdf

1、隨著我國養(yǎng)豬業(yè)及沼氣工程的快速發(fā)展，隨之產(chǎn)生的大量豬場沼液給周邊生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重威脅。豬場沼液中含有豐富的氮磷元素，將其資源化利用是實現(xiàn)養(yǎng)豬業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必然選擇。微藻在實現(xiàn)廢水氮磷資源化方面顯示出巨大潛力，但存在應(yīng)用范圍受限（低濃度廢水）、需補充外部碳源及易受溶解氧抑制等問題。本文以近具刺鏈帶藻(Desmodesmus sp CHXl)為研究對象，首先分析了微藻生長、pH和氨氮濃度三者之間的相互關(guān)系，探索出削減沼液中高氨氮抑制微藻生長

2、的pH調(diào)控策略，并通過向微藻中添加有機物降解菌來促進微藻對廢水中內(nèi)生碳源的利用并降低溶解氧對微藻生長的抑制作用，探明了有機物降解菌對微藻脫氮除磷的強化機理和運行條件，在此基礎(chǔ)上設(shè)計了敞開式連續(xù)流光生物反應(yīng)器(FPCO-PBR)，對其運行參數(shù)、微生物穩(wěn)定性及資源化利用潛力進行探討，主要結(jié)論如下:
　　(1)探明微藻生長、pH和氨氮濃度三者之間的相互關(guān)系，尋找削減高氨氮廢水抑制微藻生長的pH調(diào)控策略。
　　近具刺鏈帶藻(Desm

3、odesmus sp CHXl)在高氨氮廢水中的生長受到抑制，其對游離氨的最大耐受濃度為6337mg L-1。調(diào)節(jié)廢水pH可以減少游離氨對微藻生長的抑制作用，當(dāng)廢水初始氨氮濃度不超過1200mg L-1時，將pH控制在7.5左右時可以確保微藻生長;當(dāng)廢水初始氨氮濃度超過1200mg L-1時，將pH控制在6.5左右時可以確保微藻生長。
　　(2)構(gòu)建有機物降解菌強化微藻資源化利用豬場沼液體系，探明添加有機物降解菌對微藻生長及其脫氮

4、除磷能力的強化效果、機理與運行條件。
　　添加有機物降解菌使微藻系統(tǒng)中微生物多樣性明顯增加，且主要以有機物降解菌數(shù)（如Bacillus和Paenibacillus等）為主，它們加速有機物的分解，為微藻生長提供無機碳源和降低溶解氧累積，從而促進微藻生長和廢水中氮磷去除，其中微藻對氨氮和總磷的吸收率分別較對照處理提高6.37mg L-1d-1和059mg L-1d-1。藻-菌系統(tǒng)適宜的工作條件為:敞開、溫度30℃、光照強度400μmo

5、l photons m-2s-1、細(xì)菌和微藻的初始接種比例為1∶1。
　　(3)設(shè)計FPCO-PBR反應(yīng)器，探討其運行參數(shù)、微生物穩(wěn)定性、氮磷去除效果及生物質(zhì)產(chǎn)品產(chǎn)率，探討其實現(xiàn)豬場沼液資源化可行性。
　　在上述藻-菌系統(tǒng)脫氮除磷條件研究的基礎(chǔ)上，設(shè)計了FPCO-PBR反應(yīng)器，并對其運行參數(shù)進行研究。發(fā)現(xiàn)FPCO-PBR反應(yīng)器運行適宜的布水方式為多點式或噴淋式，最佳水力停留時間為2d，微藻收獲的時間間隔控制在2d為宜。FPC

6、O-PBR反應(yīng)器運行穩(wěn)定后系統(tǒng)微生物穩(wěn)定性與啟動階段相比基本保持穩(wěn)定，此時氨氮和總磷去除率分別為95％和75％左右，氮磷的回收率分別維持在20％(30mg L-1d-1)和80％(7mg L-1d-1)左右，生物量產(chǎn)率為047g L-1d-1。收獲的藻-菌混合生物質(zhì)理論上可以產(chǎn)生10426￥kg-1的經(jīng)濟價值（未考慮光照等成本），即處理一噸廢水可以產(chǎn)生4900元的收益。藻-菌混合生物質(zhì)在有機肥料生產(chǎn)、色素提取及水產(chǎn)動物飼料生產(chǎn)等方面展示