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摘要:养猪废水中丰富的氨氮可为微藻生长提供充足的养分,但是高质量浓度的氨氮会抑制微藻生长.以近具刺链带藻为对象,考查微藻在不同质量浓度的氨氮废水中的生长情况,同时探讨曝二氧化碳气体对微藻在高氨氮废水中生长的影响.结果表明,当初始氨氮的质量浓度为350~900 mg·L-1时,近具刺链带藻的生长受到明显抑制,培养7 d后,各处理微藻的生物量仅增加0.08~0.13 g·L-1.对不同质量浓度的氨氮废水进行曝二氧化碳气体处理后,微藻的生长情况明显改善,各处理的生物量增加了0.32~0.47 g·L-1.未曝气处理的废水pH值呈下降趋势,7 d后下降了约0.50;而曝气条件下废水的pH值呈先增加后下降趋势,第1天到第2天上升了约1.50,从第2天开始至第7天,下降了约0.40.试验条件下氨氮的去除率在3.76% ~20.10%.研究结果证实,过高质量浓度的氨氮确实会抑制微藻的生长,但通过曝二氧化碳气体的形式可以改善微藻在高质量浓度氨氮废水中的生长情况....
摘要:针对猪场沼液中氮磷含量高且碳氮比严重失调不利于生化处理这一问题,选用对养猪废水净化效果好的近具刺链带藻和有机物降解效率高的商业化菌剂构建藻-菌系统,探讨其对猪场沼液的净化效果及其运行条件.结果表明,添加有机物降解菌不仅有助于促进微藻的生长,使微藻生物量最大值达到1.47 g·L-1,较未添加菌剂处理提高了23.53%,还能促进废水中碳氮磷的去除效果,其中总有机碳、氨氮和总磷的去除率分别提高了13.40%、3.39% 和5.90%.藻-菌系统在不同温度条件下对猪场沼液中碳氮磷的净化效果差异明显.温度为30℃时最利于藻菌系统中微藻的生长,且对总有机碳和总磷的去除效果最好,此时微藻生物量最高值能达到2.21 g·L-1,总有机碳和总磷去除率为72.64%和26.66%;而最利于氨氮去除的温度为40℃,这与高温条件下氨氮易挥发有关.不同光照强度下藻-菌系统对污染物净化能力也不同.随着光照强度的增加,系统中微藻生长速度和光合产氧能力逐渐增加,系统对碳氮磷的去除效果也增强,而当光照强度从400μmol photons·m-2·s-1增加到600μmol photons·m-2·s-1时系统中微藻的生长速度和污染物的去除效果并没有提高,可见将光照强度控制在400μmol photons·m-2·s-1时系统中微藻生物量、总有机碳、氨氮和总磷去除率最高,分别为2.35 g·L-1、57.03%、68.01% 和59.66%.研究表明,添加有机物降解菌可以促进微藻的生长,从而促进其对猪场沼液的净化效果,该藻菌系统运行的适宜温度和光照条件分别为30℃和400μmol photons·m-2·s-1....
摘要:人工构建藻-菌系统,探讨培养系统密闭情况及搅拌速率、藻-菌初始接种比例和废水有机负荷对系统中微藻生长的影响.在单因素试验结果的基础上,利用响应面法对搅拌速率、藻-菌初始接种比例和废水有机负荷3个因素进行优化.结果表明,培养系统密闭情况及搅拌速率、藻-菌初始接种比例和废水有机负荷均显著影响系统中微藻的生长,其中培养系统敞开更有利于微藻的生长.经响应面优化的最佳培养条件为:搅拌速率1574.29 r/min,菌-藻接种比例150:1,有机负荷(以化学需氧量计)3676.02 mg/L.在此条件下培养7 d后,微藻的生物量为5.68 g/L,与理论预测值(5.69 g/L)基本吻合.本研究结果可为提高藻-菌系统对废水的资源化利用效率提供科学依据....
摘要:针对养猪废水中氨氮质量浓度过高,会限制微藻生长这一问题,研究3种能源微藻对不同氨氮质量浓度养猪废水的适应性,探讨利用吹脱法对养猪废水中氨氮进行预处理的可行性,考察pH、曝气量和氨氮初始质量浓度对氨氮吹脱效果的影响.结果表明,当废水中氨氮质量浓度≤130 mg/L时,小球藻1068和近具刺链带藻CHX1能够很好地生长,葡萄藻765在氨氮质量浓度为90 mg/L的废水中生长良好.经吹脱预处理的养猪废水可以满足小球藻、葡萄藻和近具刺链带藻3种微藻生长,且吹脱去除氨氮过程符合一级动力学方程.提高pH和曝气量有助于提高氨氮吹脱去除效率.在综合考虑经济投入和氨氮去除效果2个因素后,确定满足小球藻1068和近具刺链带藻CHX1生长的养猪废水吹脱预处理工艺参数如下:曝气量为1.5 L/min、曝气时间为36 h;满足葡萄藻765生长的养猪废水吹脱预处理工艺参数为:曝气量>1.5 L/min、曝气时间为42 h,或曝气量为1.5 L/min、曝气时间>42 h....
[期刊论文] 冯云钰 罗龙皂 田光明
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CSTPCD 北大核心
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摘要:针对设施蔬菜施肥强度高、灌溉量大等造成的氮磷流失问题,利用稻田具有净化进水污染物的作用,构建菜-稻耦合梯级消纳氮磷模式,在研究设施蔬菜产流规律、稻田田面水氮磷动态特征的基础上,通过对不同面积比的菜-稻耦合模式氮磷净排量估算,探讨常规水肥管理水平下菜-稻耦合模式氮磷减排的可行性.结果表明,设施蔬菜产流多发生在播种时的灌溉期间,单茬蔬菜季总氮(TN)和总磷(TP)平均流失量分别为4.97和0.42 kg·hm-2.施肥显著影响稻田田面水氮磷浓度:氮肥施入后田面水TN和铵态氮(NH+4-N)浓度分别在1 和2 d 内达到峰值,之后不断下降并在7 d 后趋于稳定;硝态氮(NO-3-N)浓度在3~5 d 内达到峰值,9 d后趋于稳定;田面水TP和溶解态磷(DP)浓度在磷肥施入后1 d 内达到峰值,之后不断下降,10 d后趋于稳定.相较于对照的非耦合情形,菜-稻耦合模式具有减氮控磷的效果,当菜-稻面积比为1∶3时,可实现TN减排32.66%,TP减排37.72%....
[博士论文] 罗龙皂
环境工程 浙江大学 2018(学位年度)
摘要:随着我国养猪业及沼气工程的快速发展,随之产生的大量猪场沼液给周边生态环境造成严重威胁。猪场沼液中含有丰富的氮磷元素,将其资源化利用是实现养猪业可持续发展的必然选择。微藻在实现废水氮磷资源化方面显示出巨大潜力,但存在应用范围受限(低浓度废水)、需补充外部碳源及易受溶解氧抑制等问题。本文以近具刺链带藻(Desmodesmus sp CHXl)为研究对象,首先分析了微藻生长、pH和氨氮浓度三者之间的相互关系,探索出削减沼液中高氨氮抑制微藻生长的pH调控策略,并通过向微藻中添加有机物降解菌来促进微藻对废水中内生碳源的利用并降低溶解氧对微藻生长的抑制作用,探明了有机物降解菌对微藻脱氮除磷的强化机理和运行条件,在此基础上设计了敞开式连续流光生物反应器(FPCO-PBR),对其运行参数、微生物稳定性及资源化利用潜力进行探讨,主要结论如下:
  (1)探明微藻生长、pH和氨氮浓度三者之间的相互关系,寻找削减高氨氮废水抑制微藻生长的pH调控策略。
  近具刺链带藻(Desmodesmus sp CHXl)在高氨氮废水中的生长受到抑制,其对游离氨的最大耐受浓度为6337mg L-1。调节废水pH可以减少游离氨对微藻生长的抑制作用,当废水初始氨氮浓度不超过1200mg L-1时,将pH控制在7.5左右时可以确保微藻生长;当废水初始氨氮浓度超过1200mg L-1时,将pH控制在6.5左右时可以确保微藻生长。
  (2)构建有机物降解菌强化微藻资源化利用猪场沼液体系,探明添加有机物降解菌对微藻生长及其脱氮除磷能力的强化效果、机理与运行条件。
  添加有机物降解菌使微藻系统中微生物多样性明显增加,且主要以有机物降解菌数(如Bacillus和Paenibacillus等)为主,它们加速有机物的分解,为微藻生长提供无机碳源和降低溶解氧累积,从而促进微藻生长和废水中氮磷去除,其中微藻对氨氮和总磷的吸收率分别较对照处理提高6.37mg L-1d-1和059mg L-1d-1。藻-菌系统适宜的工作条件为:敞开、温度30℃、光照强度400μmol photons m-2s-1、细菌和微藻的初始接种比例为1∶1。
  (3)设计FPCO-PBR反应器,探讨其运行参数、微生物稳定性、氮磷去除效果及生物质产品产率,探讨其实现猪场沼液资源化可行性。
  在上述藻-菌系统脱氮除磷条件研究的基础上,设计了FPCO-PBR反应器,并对其运行参数进行研究。发现FPCO-PBR反应器运行适宜的布水方式为多点式或喷淋式,最佳水力停留时间为2d,微藻收获的时间间隔控制在2d为宜。FPCO-PBR反应器运行稳定后系统微生物稳定性与启动阶段相比基本保持稳定,此时氨氮和总磷去除率分别为95%和75%左右,氮磷的回收率分别维持在20%(30mg L-1d-1)和80%(7mg L-1d-1)左右,生物量产率为047g L-1d-1。收获的藻-菌混合生物质理论上可以产生10426¥kg-1的经济价值(未考虑光照等成本),即处理一吨废水可以产生4900元的收益。藻-菌混合生物质在有机肥料生产、色素提取及水产动物饲料生产等方面展示出巨大的潜力,表明利用FPCO-PBR反应器实现猪场沼液资源化是可行性的。
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