包埋粒對水體中COD的去除能力

來源:http://www.amormio929fm.com/ 作者:餘氯檢測儀 時間:2018-07-30

  摘 要 利用海藻酸鈉-聚乙烯醇凝膠固定化水華束絲藻和矽藻土,研究不同包埋比例(即m濕藻∶m矽藻土)對COD的淨化效果,隨著包埋比的增加,包埋粒對水體中COD的去除能力呈先增加後降低的趨勢。當包埋比為1∶4時,淨化效果最好,對COD的去除率為86.34%。

  關鍵詞 水華束絲藻;矽藻土;包埋比;畜禽廢水;COD淨化

  未經處理的畜禽廢水中有機汙染負荷較高,會隨著環境的影響造成嚴重的汙染[1]。目前,我國處理技術還不是非常的成熟,管理運行的成本很高,規模化的養殖場的廢水處理還沒有達到國家一級排放標準。近年來,采用藻類細胞固定化技術處理汙水的研究,受到國內外廣泛關注[2]。本文研究了不同固定化條件下,固定化水華束絲藻和矽藻土對畜禽廢水COD(化學需氧量)的淨化效果。

  1 材料與方法

  1.1 實驗材料

  實驗藻種水華束絲藻(Aphanizomenon flosaquae)FACHB-1039,購自中國科學院水生生物研究所藻種庫,該株係是從滇池中分離、純化後獲得。實驗前2周將藻種在無菌條件下接種在含300 mL BG11培養基的500 mL錐形瓶中,置於光照培養室進行擴大培養,反複接種,使之處於對數增長期。在665 nm下測其生長曲線,見圖1。

  1.2 實驗方法

  藻種的包埋固定化:實驗按以下包埋比例進行固定化處理,然後用注射器勻速滴入預冷的飽和硼酸溶液和質量分數為3%的CaCl2混合溶液中固定,滴完後在4 ℃下凝膠8 h。取出顆粒用蒸餾水衝洗2次,再用0.7%生理鹽水在4 ℃下浸泡24 h,最後蒸餾水衝洗備用。實驗組設定見表1。

  2 結果與分析

  2.1 不同包埋比條件下對COD的去除效果

  圖2(a)和圖2(b)為包埋組和空白組實驗在對模擬廢水中COD的去除效果研究。由圖2(a)可以看出,在前5 d中,不同包埋比下的實驗組對汙水中COD的去除呈現出較快的上升趨勢;通過10 d的降解吸附,去除率基本達到70%左右。在整個實驗過程中,藻土比為1∶1、1∶2、1∶3、1∶4、1∶5對汙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矽藻土包埋實驗組對總磷去除率分別為78.20%和81.36%,說明同樣在包埋比為1∶4的條件下實驗組對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1∶1和1∶0實驗組分別高出9.03%和15.35%;同時,相對懸浮組高出18.52%,再次說明包埋固定水華束絲藻能極大提升其對汙水中COD的去除能力。圖2(b)給出了在單獨包埋矽藻土的情況下,包埋粒對COD的去除效果。從10 d的去除試驗中可以看出,對照實驗組0∶4、0∶5對COD的去除率為30%左右,較其他對照實驗組有明顯的提升,說明了矽藻土對COD有一定吸附效果。

  2.2 包埋後與懸浮狀態生長狀況研究

  圖3為包埋後的水華束絲藻和懸浮狀態下的水華束絲藻的生長狀況。從圖中可以觀察到藻類在新環境中有6 d左右的適應期,在第22天左右生長達最大並開始進入穩定期,30 d後開始衰亡。同時,被包埋的藻在最初3 d的生長量低於懸浮狀態下藻的生長量,經過10 d左右的適應都出現了相對較明顯的增長,開始進入對數生長期,整個生長周期符合典型的“S”型曲線。同時,也可以看出包埋水華束絲藻並沒有對其生長產生較大影響,而且可以觀察到,在對數生長期,包埋組的生長趨勢明顯要稍高於懸浮組,說明經包埋後水華束絲藻流動性減弱,加之包埋粒可能對氮磷有一定吸附性能,增快了其生長。

  3 結論

  包埋水華束絲藻和矽藻土在不同包埋比例下對COD有不同的吸附效果,其中在m藻:m土為1∶3~1∶4時,去除效果最好均可達到90%以上,其他實驗組均有不同程度的下降,而懸浮藻去除率隻有75%~80%。

  參考文獻

  [1]陳蕊,傅學起.畜禽養殖廢水的研究與應用[J].農業環境科學學報,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.
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