固定化水華束絲藻和硅藻土對(duì)畜禽廢水COD凈化分析

慕琳 王應(yīng)軍 王爽元

摘 要 利用海藻酸鈉-聚乙烯醇凝膠固定化水華束絲藻和硅藻土，研究不同包埋比例（即m濕藻∶m硅藻土）對(duì)COD的凈化效果，隨著包埋比的增加，包埋粒對(duì)水體中COD的去除能力呈先增加后降低的趨勢(shì)。當(dāng)包埋比為1∶4時(shí)，凈化效果最好，對(duì)COD的去除率為86.34%。

關(guān)鍵詞 水華束絲藻；硅藻土；包埋比；畜禽廢水；COD凈化

中圖分類號(hào)：X713 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B 文章編號(hào)：1673-890X（2016）12--02

未經(jīng)處理的畜禽廢水中有機(jī)污染負(fù)荷較高，會(huì)隨著環(huán)境的影響造成嚴(yán)重的污染[1]。目前，我國(guó)處理技術(shù)還不是非常的成熟，管理運(yùn)行的成本很高，規(guī)模化的養(yǎng)殖場(chǎng)的廢水處理還沒(méi)有達(dá)到國(guó)家一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。近年來(lái)，采用藻類細(xì)胞固定化技術(shù)處理污水的研究，受到國(guó)內(nèi)外廣泛關(guān)注[2]。本文研究了不同固定化條件下，固定化水華束絲藻和硅藻土對(duì)畜禽廢水COD（化學(xué)需氧量）的凈化效果。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

實(shí)驗(yàn)藻種水華束絲藻（Aphanizomenon flosaquae）FACHB-1039，購(gòu)自中國(guó)科學(xué)院水生生物研究所藻種庫(kù)，該株系是從滇池中分離、純化后獲得。實(shí)驗(yàn)前2周將藻種在無(wú)菌條件下接種在含300 mL BG11培養(yǎng)基的500 mL錐形瓶中，置于光照培養(yǎng)室進(jìn)行擴(kuò)大培養(yǎng)，反復(fù)接種，使之處于對(duì)數(shù)增長(zhǎng)期。在665 nm下測(cè)其生長(zhǎng)曲線，見(jiàn)圖1。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

藻種的包埋固定化：實(shí)驗(yàn)按以下包埋比例進(jìn)行固定化處理，然后用注射器勻速滴入預(yù)冷的飽和硼酸溶液和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%的CaCl2混合溶液中固定，滴完后在4 ℃下凝膠8 h。取出顆粒用蒸餾水沖洗2次，再用0.7%生理鹽水在4 ℃下浸泡24 h，最后蒸餾水沖洗備用。實(shí)驗(yàn)組設(shè)定見(jiàn)表1。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同包埋比條件下對(duì)COD的去除效果

圖2（a）和圖2（b）為包埋組和空白組實(shí)驗(yàn)在對(duì)模擬廢水中COD的去除效果研究。由圖2（a）可以看出，在前5 d中，不同包埋比下的實(shí)驗(yàn)組對(duì)污水中COD的去除呈現(xiàn)出較快的上升趨勢(shì)；通過(guò)10 d的降解吸附，去除率基本達(dá)到70%左右。在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，藻土比為1∶1、1∶2、1∶3、1∶4、1∶5對(duì)污水中總磷的去除率分別為61.23%、70.65%、73.24%、86.34%、78.50%。懸浮組和未加吸附劑硅藻土包埋實(shí)驗(yàn)組對(duì)總磷去除率分別為78.20%和81.36%，說(shuō)明同樣在包埋比為1∶4的條件下實(shí)驗(yàn)組對(duì)總磷有最佳去除能力。在最佳包埋比例條件下，總磷去除率相對(duì)1∶1和1∶0實(shí)驗(yàn)組分別高出9.03%和15.35%；同時(shí)，相對(duì)懸浮組高出18.52%，再次說(shuō)明包埋固定水華束絲藻能極大提升其對(duì)污水中COD的去除能力。圖2（b）給出了在單獨(dú)包埋硅藻土的情況下，包埋粒對(duì)COD的去除效果。從10 d的去除試驗(yàn)中可以看出，對(duì)照實(shí)驗(yàn)組0∶4、0∶5對(duì)COD的去除率為30%左右，較其他對(duì)照實(shí)驗(yàn)組有明顯的提升，說(shuō)明了硅藻土對(duì)COD有一定吸附效果。

2.2 包埋后與懸浮狀態(tài)生長(zhǎng)狀況研究

圖3為包埋后的水華束絲藻和懸浮狀態(tài)下的水華束絲藻的生長(zhǎng)狀況。從圖中可以觀察到藻類在新環(huán)境中有6 d左右的適應(yīng)期，在第22天左右生長(zhǎng)達(dá)最大并開(kāi)始進(jìn)入穩(wěn)定期，30 d后開(kāi)始衰亡。同時(shí)，被包埋的藻在最初3 d的生長(zhǎng)量低于懸浮狀態(tài)下藻的生長(zhǎng)量，經(jīng)過(guò)10 d左右的適應(yīng)都出現(xiàn)了相對(duì)較明顯的增長(zhǎng)，開(kāi)始進(jìn)入對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期，整個(gè)生長(zhǎng)周期符合典型的“S”型曲線。同時(shí)，也可以看出包埋水華束絲藻并沒(méi)有對(duì)其生長(zhǎng)產(chǎn)生較大影響，而且可以觀察到，在對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期，包埋組的生長(zhǎng)趨勢(shì)明顯要稍高于懸浮組，說(shuō)明經(jīng)包埋后水華束絲藻流動(dòng)性減弱，加之包埋粒可能對(duì)氮磷有一定吸附性能，增快了其生長(zhǎng)。

3 結(jié)論

包埋水華束絲藻和硅藻土在不同包埋比例下對(duì)COD有不同的吸附效果，其中在m藻：m土為1∶3～1∶4時(shí)，去除效果最好均可達(dá)到90%以上，其他實(shí)驗(yàn)組均有不同程度的下降，而懸浮藻去除率只有75%～80%。

參考文獻(xiàn)

[1]陳蕊，傅學(xué)起.畜禽養(yǎng)殖廢水的研究與應(yīng)用[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，2006，25（增刊）：374-377.

[2] De la Noüe J.，Proulxd D. Biological tertiary Treatment of Urban Wastewaters with Chitosan Immobilized Phormidium[J].Appl. Microbiol. Bio-technol.，1988（29）： 292-297.

（責(zé)任編輯：劉昀）