利用微藻在養(yǎng)殖污水中脫氮除磷的方法研究

摘 要：本文針對現(xiàn)有傳統(tǒng)脫氮除磷工藝的缺陷，介紹一種利用微藻在養(yǎng)殖污水中脫氮除磷的方法。該方法過程簡單，成本低，脫氮除磷效果高。在實驗條件下，使用含有微藻的生物濾池處理養(yǎng)殖污水可達到國家《畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18596-2001）中對氮、磷的排放要求。

關(guān)鍵詞：脫氮除磷； 微藻； 養(yǎng)殖污水

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.09.0461 引言

水體富營養(yǎng)化一直以來是水污染處理中最為復(fù)雜和困難的問題。氮、磷是引起水體富營養(yǎng)化的主要因素。水體中過量的氮和磷會導(dǎo)致植物的過度生長。然而，現(xiàn)有的污水處理工藝還沒有任何單一的生物、化學(xué)和物理措施能夠徹底去除廢水中的氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)。常規(guī)的二級生化處理工藝能有效地降低污水中的BOD5和SS，但對氮、磷等營養(yǎng)物只能去除30%～50%，其去除效果不太明顯。

近年來，隨著新農(nóng)村建設(shè)，規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖業(yè)得到快速發(fā)展，畜禽排泄物產(chǎn)生量隨之快速增加。畜禽排泄物含有大量的氮、磷及重金屬元素，養(yǎng)殖污水若直接排放，將攜帶大量的氨氮和磷酸鹽進入周邊水體和土壤，造成區(qū)域水體和土壤污染。畜禽養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展與環(huán)境污染之間的矛盾日益凸顯，養(yǎng)殖污水對環(huán)境的危害將成為影響畜禽養(yǎng)殖業(yè)可持續(xù)發(fā)展的制約因素。

由于常規(guī)工藝中存在碳源、泥齡、硝酸鹽等問題的存在，現(xiàn)行的生物脫氮除磷工藝如A2/O、SBR、氧化溝等工藝對氮、磷同時去除效果不佳，越來越不能滿足逐漸提高的水質(zhì)排放標(biāo)準(zhǔn)。同時，傳統(tǒng)工藝存在基建投資大，運行費用高、能量消耗高等一系列問題，也很難在養(yǎng)殖基地推廣。此外，化學(xué)脫氮除磷工藝所產(chǎn)生的廢渣將對環(huán)境產(chǎn)生二次污染。因此，研究開發(fā)經(jīng)濟高效的脫氮除磷方法對養(yǎng)殖污水治理具有重要意義。

微藻是一類非常原始，在陸地和海洋分布廣泛，光合利用度高的水生生物資源。具有生長快、產(chǎn)量高、可定向培養(yǎng)、適應(yīng)能力強、易調(diào)控等特點。微藻可吸收利用氮、磷元素進行代謝活動來去除水體氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)。與傳統(tǒng)方法相比，利用微藻處理污水可以克服傳統(tǒng)污水處理方法易引起的二次污染、處理效率低、資源不能完全利用等弊端。同時，微藻生長速度快，能夠有效去除造成水體富營養(yǎng)化的氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)，具有廣闊的應(yīng)用前景[1-3]。

2 方法介紹

利用微藻在養(yǎng)殖污水中脫氮除磷的方法，包括以下步驟：

（1）生物濾池的建立：濾層載體填料采用透明無機材料（透明無機材料為玻璃薄片或塑料薄膜）；

（2）原水預(yù)處理：養(yǎng)殖污水經(jīng)沉淀固液分離，清液經(jīng)調(diào)節(jié)池調(diào)整水質(zhì)范圍，pH為6～8，溫度20～30℃；

（3）微藻的接種、培養(yǎng)：將微藻（微藻為柵藻、小球藻和螺旋藻中的任一種）和步驟（1）中濾層載體填料一起制成生物活性填料，微藻和濾層載體填料混合的體積比為1：2，將該生物活性填料置于裝有NB11培養(yǎng)基的生物濾池中作為濾層，培養(yǎng)5天，培養(yǎng)條件為：溫度25℃，光照強度5000lux，pH為7.0，光暗比為12h：12h；

（4）微藻的馴化：連續(xù)通入步驟（2）中經(jīng)過預(yù)處理的中水，起始流量為設(shè)計流量的25%，按照微生物馴化的方法馴化步驟（3）中生物活性填料中的微藻，微藻馴化條件為：溫度為20～30℃，pH為6～8，光照強度為4000～6000lux，光暗比為12h：12h；隨著藻株快速生長，不斷提高原水的進水水量直至達到設(shè)計流量；通過取樣來檢測出水中氮、磷的含量，當(dāng)連續(xù)2天內(nèi)出水中氨氮去除率為95%以上，磷的去除率為90%以上時，微藻馴化完成，即得到微藻活性填料；

（5）養(yǎng)殖污水氮、磷的去除：養(yǎng)殖污水出水流經(jīng)生物濾池時，通過微藻對養(yǎng)殖污水進行處理，通過微藻迅速生長繁殖，直接吸收、轉(zhuǎn)化去除水體中的氮、磷等營養(yǎng)元素，同時對重金屬元素也有一定的降解效果；微藻處理污水的條件為：溫度為20～30℃，pH為6～8，光照強度為4000～6000lux，光暗比為12h：12h，水力停留時間為15～18天；

（6）微藻的采收：當(dāng)微藻生物量達到飽和時，對生物濾池進行反沖洗；利用濾池的反沖洗過程實現(xiàn)過量微藻及沉淀物的清除，維持生物濾池微藻最佳活性及系統(tǒng)的正常運行，沖洗出來的微藻可通過投加明礬絮凝沉淀，獲得藻漿。

步驟（3）NB-11培養(yǎng)基組成成分如下：1.5g/L硝酸鈉，0.04g/L三水磷酸氫二鉀，0.075g/L七水硫酸鎂，0.036g/L二水氯化鈣，0.006g/L檸檬酸，0.006g/L檸檬酸鐵銨，0.001g/LEDTA，0.02g/L碳酸鈉，0.00286g/L硼酸，0.00181g/L一水氯化錳，0.000222g/L七水硫酸鋅，0.000079g/L五水硫酸銅，0.00039g/L二水鉬酸鈉，0.000049g/L六水硝酸鈷，pH值7.0～7.2，NB11培養(yǎng)基在溫度121℃下滅菌15min，冷卻后待用。

本文中介紹的原水COD濃度為300～800mg/L，氨氮濃度為200～400mg/L，總磷濃度為20～50mg/L，pH為7.2～8.5。

3 小結(jié)

（1）利用生物濾池固定微藻去除污水中氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)，對污水中的氨氮、磷的去除率達95%以上，可以有效治理養(yǎng)殖污水氮磷污染問題，對農(nóng)村水環(huán)境治理和改善具有重要的實際意義；

（2）生物濾池以生物處理為主，不需添加其它化學(xué)藥劑，系統(tǒng)運行穩(wěn)定，無二次污染，并且工藝過程簡單，處理成本低，經(jīng)濟高效；

（3）本發(fā)明處理后的微藻可作為飼料等能源物質(zhì)，回收利用率高，社會效益好。

參考文獻：

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作者簡介：和津（1988-），安徽宿州人，本科，助理工程師，主要從事環(huán)境影響評價工作。