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氮磷是导致水体富营养化的主要营养物质,利用微藻能够有效去除二级出水中的氮和磷,并可获得具有一定应用价值的藻类,而固定化技术解决了藻水分离困难的问题。本文结合大量试验数据,研究了褐藻胶内藻密度、温度、光照周期、光照强度、氮磷形态等因素对固定化微藻去除氮磷的影响,为固定化微藻在污水处理领域的工程化应用做了一些基础性研究工作。
褐藻胶内不同藻密度的试验结果表明,尽管不同藻密度的藻珠对氮磷具有不同的去除率,然而当藻细胞的数量级大于105细胞/球时,增加褐藻胶内的藻密度并不能明显改变氮磷的去除率,这可能是因为增加褐藻胶内的藻密度会增加褐藻胶的传质阻力,并影响光线的穿透力和微藻对光照的有效利用率。
在不同温度条件下的试验结果显示,当温度由15℃升高到25℃时,氮磷的去除率不断增加,但当温度继续升高,并达到30℃时,由于固定化藻细胞光呼吸速率的增加,氮磷的去除率反而下降,即对氮磷的去除率而言:25℃>30℃>20℃>15℃。
对光照周期的试验结果表明,在连续光照和具有12/12h光暗比光照周期的光照条件下,固定化微藻对氮磷的去除率并没有本质的区别,但在连续光照下,氮磷的去除率持续增加,在具有光照周期时,氮磷的去除率却呈“阶梯”状增加。
在不同光照强度下的试验结果显示,当光照强度由2800lux升高到8000lux时,固定化蛋白核小球藻对氮和磷的去除率略有增加,分别由93.3%和97.0%升高到97.7%和99.1%,但当光照强度达到12000lux时,由于光抑制,氮和磷的去除率分别下降到89.1%和88.6%。对不同形态氮的去除试验结果表明,当污水中同时存在氨氮、硝酸盐氮和亚硝酸盐氮时,固定化蛋白核小球藻对不同形态氮的去除顺序为氨氮、亚硝酸盐氮和硝酸盐氮,去除率分别为100%、79.2%和61.2%。
对不同形态磷的去除试验结果显示,当污水中同时存在正磷酸盐磷和六偏磷酸盐磷时,固定化蛋白核小球藻首先吸收去除正磷酸盐磷,然后为六偏磷酸盐磷,去除率分别为80.2%和71.3%。