人工水草-藻菌生物膜技術的應用研究

俞國欽 顧建利 黎佳梅

摘要：“人工水草-藻菌生物膜”技術是一種原位凈化技術，運用多孔的高分子材料制成的人工水草，作為藻類生長的載體，鋪設在富營養水體中，一定程度上增加水體的透光率，來增強藻類生命活動，通過它們在生長中吸附水中的氮、磷等營養物質，達到凈化水體的效果，改善水體環境，為重建水體植被提供條件。

關鍵詞：人工水草;藻菌生物膜

中圖分類號：X52 文獻標識碼：A 文章編號：2095-672X（2019）10-00-01

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2019.10.043

Abstract：The artificial water-algae biofilm technology is an in-situ purification technology. Artificial water grass made of porous polymer material is used as a carrier for algae growth. It is laid in eutrophic water and increases water body to some extent. The light transmittance enhances the algae life activities， and through the adsorption of nitrogen， phosphorus and other nutrients in the water， it can achieve the effect of purifying the water body， improve the water environment， and provide conditions for reconstructing the water body vegetation.

Key words：Artificial water grass;Algal biofilm

1 條件與原理

藻類系統對于去除引起富營養化問題的氮、磷化合物以及污水深度處理提供了一個優良的解決方法：藻類可以通過生命活動有效地利用污水中的N、P，增加了生物量也降低了水體中N、P的含量，同時也促進了N、P的循環，對水體環境是一個雙贏的模式。

人工水草- 藻菌生物膜技術主要針對的是受污染的湖泊、水庫、魚塘等靜態天然水體水質的改善，還有適用于城內小型景觀水體的水質改善工程。在富營養化污染水體治理方面，現階段通常采用投放一些硬性、軟性或半軟性等填料，通過培菌掛膜的方式，來有效控制水中適宜細菌的生長，進而達到改善水體水質的效果，但是又存在著一些問題：硬性類填料價高易堵;軟性類填料動力消耗大、易結團、斷絲、使用壽命短，維修費用高，換料頻繁，同時掛膜速度慢，投產起動時間長。而采用人工水草-藻菌生物膜技術可以有效克服這些問題。

2 實驗設置

2.1 材料與方法

2.1.1 試驗材料

本次實驗采用的藻類是綠毛藻。綠毛藻常生長在水面附近或是光源充足地方的淺綠色、長絲狀藻類。有附著生長的特性，它們與水草共生，適宜生長于硝酸鹽濃度稍高，碳酸鹽硬度過高，二氧化碳的實際溶存量不足，光線過強，光照時間過長，水流強度不高的水體。而這些水體的特點剛好和城內小型景觀水體，以及受污染的小微水體相吻合。

2.1.2 試驗裝置[1]

試驗裝置由 5 部分組成：污水桶 、水泵 、翻桶、處理池和藻類生長載體聚乙烯網（圖1）.污水由水泵導入翻桶 ，翻桶內水滿后自動傾瀉， 形成水流，處理池中水深5 cm±1 cm。

2.2 藻類掛膜

取藻液1000mL加入藻類生物膜反應裝置中，再加21L BG11培養基[2]，用攪拌棍將藻液攪拌均勻后，放入聚乙烯網（網徑1 mm ， 45 cm ×30 cm）固定于裝置液面上層，再進行靜態培養。在裝置四周總共安裝上8盞20W的熒光燈進行光照，光照強度為3500lx左右，這樣綠毛藻在BG11培養基中靜態培養7d;然后再加入模擬氮磷污水進行培養馴化，穩定三周，直到在聚乙烯網上形成藻類生物膜。

3 實驗與結果

（1）實驗采用的原水水質為受污染的景觀水體，光照度約為 3500lx。通過水與廢水分析標準方法[3]，測定污水TN、TP、NH3-N、pH、濁度。

4 結果與討論

從實驗數據可以看出，以綠毛藻為藻類載體的生物膜對于靜態水體的水質凈化作用利用藻類生物膜處理含氮 、磷模擬生活污水的靜態試驗結果表明 ，對總磷 、總氮、氨氮、COD、濁度的降低率分別達到了 91.3%、68.6%、73.0%、86.8%、87.6%。

人工水草-藻類生物膜技術，通過人工水草先為最耐污染的藻類提供載體，提高水體透明度，先行凈化富營養化污染水體，之后重建水生植被，是切實可行的技術手段。但是在實際治理過程中，還要采取多種手段綜合進行。

參考文獻

[1]馬沛明，況琪軍，凌曉歡，胡征宇.藻類生物膜技術脫氮除磷效果研究[J].環境科學，2007，28（4）742-746.

[2]國家環保總局水和廢水監測分析方法編委會.水和廢水監測分析方法[M].（第四版）.北京：中國環境科學出版社，2002.

[3]肖琳，楊柳燕，尹大強.環境微生物實驗技術[M].北京：中國環境科學出版社，2004.

收稿日期：2019-04-23

作者簡介：俞國欽（1987-），男，漢族，本科學歷，化學檢驗工技師，研究方向為環境水質處理。