初始密度及饥饿对栅藻LX1氮磷去除的影响

水体富营养化治理是目前环境保护领域中的热点和难点，其根本措施是控制氮磷向水体中的排放。目前污水处理厂采用较广泛的脱氮除磷工艺有厌氧－缺氧－好氧法（A2/O）、序批式活性污泥法（SBR）和氧化沟等，这些常规生物处理工艺对氮磷去除效果有限，同时存在基建投资大、运行费用高、能量浪费等问题[1]。微藻是一类个体微小、介于微生物和植物之间、能进行放氧光合作用的藻类类群，约占全球已知3万余种藻类的70%[2]。与其它藻类相比，微藻富含蛋白质、脂肪、碳水化合物、各种氨基酸、维生素、抗生素、高不饱和脂肪酸以及其它多种生物活性物质，在保健食品、医药、饲料、生物燃油等领域具有很好的开发前景。自Oswald和Gotaas于20世纪50年代最早提出利用微藻处理污水以来，大量研究证明了利用微藻去除污水中氮磷的潜力和可行性[3-6]。微藻可通过光合作用吸收污水中的硝酸盐、亚硝酸盐、铵盐、磷酸盐等无机盐的氮磷合成氨基酸、蛋白质、磷脂等有机物，形成微藻细胞，因此可降低水体中的氮磷含量。利用微藻处理污水具有以下优点：运行成本低；可获得微藻资源并避免污泥处理的问题，不会引起二次污染；高效去除氮磷的同时固定CO2、产生DO、去除重金属等[7-9]。被广泛应用于污水处理的微藻有栅藻、小球藻和螺旋藻[7]。微藻对氮磷的去除效果受到很多因素的影响，本文研究了在人工模拟二级出水中初始密度、饥饿处理对栅藻LX1（Scenedesmussp.LX1）氮磷去除的影响，以探索微藻去除氮磷的强化手段。1材料与方法1.1材料研究用的栅藻LX1藻种由清华大学环境科学与工程系分离获得。藻种保存于稀释50％的BG11培养基中。人工模拟二级出水（简称二级出水）中TN和TP的质量浓度分别为15、2.0mg·L-1，各组分及含量表1二级出水组分及含量Tab.1Thecomponentsandcontentsofsecondaryeffluent组分ρ/mg·L-1组分ρ/mg·L-1NaNO3NH4ClK2HPO4·3H2OMgSO4·7H2OCaCl2·2H2O60.738.214.737.518.0柠檬酸柠檬酸铁铵EDTANa2CO3A5+Co溶液3.03.00.5101.0表2A5+Co溶液组分及含量Tab.2ThecomponentsandcontentsofA5+Cosolution组分ρ/mg·L-1组分ρ/mg·L-1H3BO3MnCl2·H2OZnSO4·7H2O2.861.810.222CuSO4·5H2ONa2MoO4·2H2OCo(NO3)2·6H2O0.0790.3900.049初始密度及饥饿对栅藻LX1氮磷去除的影响汤会军1，李鑫2，胡洪营2，甘柯1，关东明1（1.中国矿业大学（北京）化学与环境工程学院，北京100083；2.清华大学环境科学与工程系，环境模拟与污染控制国家重点联合试验室，北京100084）摘要：研究了初始密度、饥饿处理对栅藻LX1（Scenedesmussp.LX1）氮磷去除的影响，以探索微藻去除氮磷的强化手段。在本研究范围以内（0.125×106～12.5×106个·mL-1），初始密度为12.5×106个·mL-1的栅藻LX1对氮磷的去除效果最好，培养3d后对TN、TP的去除率分别达到了74.7%和100%；去除速率分别为3.73、0.67mg·L-1·d-1；饥饿处理3d的栅藻LX1生长良好，培养5d后对TN、TP的去除率分别达到了51.3%、82.2%，去除速率分别为1.54、0.33mg·L-1·d-1，分别比对照增加了24.4%和60.2%。高初始密度和饥饿处理有利于提高栅藻LX1对氮磷的去除效果。关键词：栅藻；氮磷去除；初始密度；饥饿处理中图分类号：X703.1文献标识码：A文章编号：1000-3770(2010)07-0033-003收稿日期：2009-09-21基金项目：国家杰出青年科学基金（50825801）作者简介：汤会军（1984－），女，硕士研究生，研究方向为环境生物技术；联系电话：13811889489；E-mail：tanghuijun111@126.com联系作者：胡洪营，教授；E-mail：hyhu@tsinghua.edu.cn第36卷第7期2010年7月水处理技术TECHNOLOGYOFWATERTREATMENTVol.36No.7Jul.,201033见表1，其中A5+Co溶液的各组分及含量见表2。1.2试验与分析方法1.2.1藻细胞培养向250mL锥形瓶中加入100mL二级出水，高温高压灭菌（121℃，30min）。取1mL藻种液离心10min（10000r·min-1，4℃），弃去上清液，将藻细胞沉淀用3mL质量浓度为15mg·L-1的NaHCO3溶液清洗2遍后，悬浮于1.0mLNaHCO3溶液，将藻细胞悬