[產品庫]主題： 菌藻共生系統在污水處理中應用—昆 ... 發布者： 昆山污水處理
01/17/2018
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菌藻共生系統在污水處理中應用—昆山污水處理
藻菌共生系統就是利用藻類和細菌兩類生物之間的生理功能協同作用來凈化污水的淡水生態系統。昆山污水池清理公司指出，藻類植物通過光合作用利用水中的CO2和NH4+、PO43-等營養物質，合成自身細胞物質并釋放出O2；好氧細菌則利用水中O2對有機污染物進行分解、轉化，產生CO2和上述營養物質，以維持藻類的生長繁殖， 如此循環往復，實現污水的生物凈化作用。藻菌共生系統處理污水的效率取決于太陽能輻射量、溫度、污染程度（負荷與毒性）和停留時間等多種因素。W.J.奧斯瓦德等國外學者對該系統進行了許多基礎與應用研究。中國長期利用生活污水養魚，實際上也是一種利用藻菌系統凈化污水并回收漁產品的方法。
菌藻共生系統在污水處理中的應用——昆山污水處理公司來為大家娓娓道來：
1. 懸浮菌藻系統
在懸浮生長過程中，細菌附著在藻細胞表面有利于絮凝，提高沉降性能.典型的懸浮菌藻系統有高效藻類塘和活性藻處理系統.高效藻類塘是在傳統生物穩定塘的基礎上添加細菌、微藻等微生物形成的菌藻共生的復雜生態系統.有研究采用小球藻、光合細菌、乳酸菌、產朊假絲酵母和紅酵母菌構成的復雜高效菌藻體系，處理豬場養殖污水，試驗結果表明，48 h內氨氮、BOD5去除率分別達到98.7%和96.8%.活性藻處理系統是利用藻類和活性污泥的特點，將兩者結合起來協同處理污水，采用人工強化培養高濃度的藻類，將其與活性污泥混合培養，使藻類與活性污泥一樣，具有良好的絮凝沉淀特性.陳志華利用活性污泥-螺旋藻體系處理生活污水在6 d運行時間內實現TP、TN、COD出水處理效率分別達到77.11%、87.82%、76.9%.有研究表明用活性藻系統處理污水，BOD、COD、TN、TP的去除率分別能達到97%、87%、92%、74%.懸浮菌藻系統處理污水能達到較好的效果，然而聚集的微生物可能由于沉積物屬性如剪壓力、附著細菌的數量和水流速而重新懸浮，導致出水水質受到影響，其對污染物的去除仍然是依靠藻類自然生長和半人工控制手段，仍有許多因素限制藻類生長，如光照、生物量、水力停留時間等.雖沉降效果好，但需定期排泥，處理效果不穩定，在實際應用中受到限制.
2.固定化菌藻系統
針對懸浮菌藻系統出水水質易受懸浮菌藻的影響，且分離收獲困難，產泥量大等特點，菌藻固定化技術隨之發展起來.菌藻固定化技術是在細胞固定化技術基礎上發展起來的，利用菌藻之間的協同作用，將細菌和微藻按照一定的比例固定在特定的載體上的技術，其主要目的是提高單位面積的生物量，同時利于微藻的收集，常見的載體材料有海藻酸鈣、卡拉膠、瓊脂、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇等(嚴清等, 2012).李永華(2010)對比分析了固定化的菌藻體系對污水的處理效果明顯好于游離態的菌藻系統.潘輝等(2006)以聚乙烯醇作為包埋劑，將活性污泥與小球藻制成包埋球狀顆粒，用于高有機物、低氮磷濃度的市政污水的處理，實現了氨氮高達100%的去除和磷的93.6%的去除效果.牛曼等(2010)設計了一套固定化菌藻小球的流化床光生物反應器和好氧池組成的“菌藻-菌”系統，以避免活性污泥的遮光作用，同時不破壞藻菌之間的共生關系，利用該系統處理碳酸飲料污水，COD、NH4+ -N和PO43-去除率分別達90. 5%、82. 6%和75.8%.雖然固定化技術提高了菌藻系統對污水的處理效果和藻類的生物量，但其在應用過程中還存在一些缺陷，如包埋基質可能會阻礙菌藻代謝產物、氧氣和二氧化碳的傳遞.此外，基質長時間使用會發生降解，產生帶害物質，從而影響菌藻的正常代謝等(王秀和張小平，2009).固定化的成本較高，很難找到無毒、透明、多孔、穩定而不溶解于處理介質或不易被生物分解的載體，限制了其在污水處理中的應用.
3.菌藻生物膜系統
菌藻生物膜技術是在固定化技術的基礎上發展起來的，它與固定化技術不同之處在于它利用微藻本身易于附著的特性，附著在載體表面，在一定條件下培養馴化形成菌藻生物膜中微藻的密度大大提高，并且脫氮除磷效果穩定，且處理效果優于普通懸浮藻系統(邢麗貞等, 2004).昆山抽淤泥公司指出，相互附著的菌藻群落在固體載體生長形成光合生物膜.光合生物膜的組成和結構根據環境中的非生物和生物因素會有所不同.在生物膜的形成和增長階段，微藻通過增加或減少特定的啟動子的表達影響胞外聚合物(EPS)的產生速率，進而對環境變化做出響應.Shen(2015)等研究表明增加營養物質濃度，尤其是氮濃度，能增加硅藻和綠藻EPS的產量.此外，溫度變化和礦物質(Ca2+)積累也能影響藻類的EPS的產生.菌藻生物膜中包括不同的藻類(綠藻、硅藻、絲狀藻等)、細菌(異氧細菌、自養細菌)、藍細菌、原生動物和多細胞微生物等.它們在生物膜內彼此之間形成共生關系.菌藻生物膜的成熟度會影響所存在物種的演替，例如影響藻類、細菌、EPS的豐度和比例.菌藻生物膜的形成與生長主要有4個階段, 2.在菌藻生物膜中形成的初始階段，也稱為固體載體表面調節階段(Ⅰ)，由細胞分泌的胞外聚合物附著在固體載體上，細菌開始生長，在此階段生物膜中含有較高的EPS和細菌比例，藍細菌和藻類相對較少.隨后，進入光合生物膜的早期生長階段(Ⅱ)，各類微藻開始附著在固體載體表面的EPS基質中生長.在光合生物膜的發展階段(Ⅲ)，藻類細胞快速生長，與EPS基質中的細菌形成了共生微環境.如果培養液中營養物質充足，光合生物膜將進入成熟階段(Ⅳ)，在EPS基質中有較為豐富的藻類細胞、細菌和營養物質.
菌藻生物膜系統典型的有水力藻類床.水力藻類床系統主要由附著在傾斜水渠中的絲狀藻、懸浮的微藻和細菌組成，可以認為是強化藻類作用的高效藻類塘.美國帕特森市利用水力藻類塘系統對城市部分處理水進行深度處理，平均磷去除量達到(0.73±0.289) g·m-3·d-1(邢麗貞等, 2004).隨著菌藻系統理論的發展，有益于菌藻共生微環境的菌藻生物膜反應器應運而生.Chavan和Mukherji(2008)在生物轉盤上接種了細菌和微藻，利用形成的菌藻生物膜處理柴油廢水.De Godos等(2009)依據菌藻共生原理，設計并開發出了一種由Chlorella sorokiniana和活性污泥構成的管狀菌藻生物膜光反應器，可實現光合作用的O2和CO2、高濃度的氨氮從膜的兩邊各自擴散，同時高效實現硝化細菌的硝化作用和微藻的光合作用，利用該反應器中處理豬場污水，總碳(TOC)、NH4+-N和PO43-去除量分別達到(80±5)、(89±5)、(13±3) g·m-3·d-1.菌藻生物膜系統處理污水存在一定的優勢，能克服懸浮菌藻系統出水含有大量藻類和細菌，影響出水質量的缺點，同時生物膜易于形成，優勢菌種和藻類不易流失，菌藻生物膜形成過程中菌藻分泌的EPS能夠為菌藻共生體提供一個緩沖的微環境，使菌藻生物膜能在不利的環境中保持較高的活性，并持續去除污水中的污染物(張道勇等, 2004)，成本較低，但存在生物膜脫落問題，設計及運行反應器時應綜合考慮光照、水力流速等因素，控制生物膜的增殖衰減與平衡.
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最后更新: 2018-01-17 10:10:48
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