光强对栅藻净化市政污水水质的影响研究

第30卷第12期V01．30N0．12重庆工商大学学报(自然科学版)JChongqingTechnolBusinessUniv．(NatSciEd)2013年l2月DeC．20l3文章编号：1672-058X(2013)12-0063—05光强对栅藻净化市政污水水质的影响研究水周晓琴，苏翔，毛雪梅，左轻扬，安雅敏(重庆工商大学环境与生物工程学院，重庆400067)摘要：微藻是一种广泛存在的自养型微生物，同时能够降解水体中的营养物质和积累油脂，光照强度是影响藻类生长的重要条件之一；利用原始市政污水来培养栅藻，通过调节光强的不同，分别研究了栅藻在1000lux和3000lux光照强度下对污水水质的影响，结果表明：栅藻的藻密度在3000lux条件下要高于l000lux，其中栅藻在3000lux下培养时最大藻密度为268x10个／mL，明显高于其他3组；不同光强下，栅藻在光照为1000lux和3000lux条件下TN去除率分别为90％和94％；TP去除率分别为98％和99％，高于相应污水组的67％和94％，在一定范围内，光照强度的提高能够促进藻类的生长，提高藻细胞的活性，从而提高栅藻对水体中污染物质的去除率。关键词：光强；栅藻；市政污水；水质净化中图分类号：X703文献标志码：A微藻是大自然中广泛存在的自养型微生物，种类繁多且繁殖迅速，在生长过程中能够利用N、P，并且对重金属也有一定的去除效果，对zn、Hg、cd等富集可达几千倍，吸附作用强而净化速率高¨。藻类在生长过程中，以CO和碳酸盐作为碳源，以水体中的氮素作为氮源，同时能够以多种无机磷酸盐作为磷源，通过藻类细胞中叶绿素进行光能自养，完成细胞增殖并释放出氧j。20世纪50年代，美国的Oswald和Gotaas最早提出利用藻类来净化污水]。20世纪80年代，生物技术迅速发展，国内外对于利用藻类来净化污水的研究也越来越多，取得了较大进展_9_。在污水深度处理与生物柴油生产耦合系统中，藻种的筛选与驯化是实现该工艺的前提和重点。针对耦合目的，藻种筛选原则应为：在生活污水条件下生长速率快、氮磷去除效率高、生物质产量高及单位藻细胞生物量的油脂产量高。光照是影响微藻生长的最重要的环境因子之一。光照对微藻的生长、繁殖、藻体颜色、细胞形态及胞外多糖积聚都有重要影响。不同的微藻都有最适于其生长的最佳光照环境。在微藻培养中，研究光照的作用，应用适当的光照技术加快培养对象的生长繁殖，调节其营养成分，是提高油脂产量和生物量的重要途径。综观国内外这方面的报道，目前研究尚处于个体情况的资料积累阶段。其中，光强和光周期的调节容易实现，相关研究较多。实验以油脂含量较高的栅藻为实验藻种，用当地城市生活污水作为培养基，考察了栅藻在不同光照强度和不同污水浓度下的生长情况、藻细胞油脂的积累情况以及对TN、TP的去除率，研究了光强对栅藻的影响，以期为栅藻净化水质以及提取油脂的研究提供基础数据和支撑。收稿日期：2013-05-21；修回13期：2013-06-23．基金项目：重庆市城乡建设委员会，城科字(20112—116)．作者简介：周晓琴(1988一)，女，湖南永州人，硕士研究生，从事水处理方面的研究重庆工商大学学报(自然科学版)第30卷1材料和方法1．1实验用水和水质实验用水采自重庆市茶园新区污水处理厂，每次采样均采用格栅出水，具体实验水质可能略有浮动。表1实验用水(污水)水质1．2实验藻种通过对污水净化和产油藻种的相关文献分析，选取栅藻(Scenedesmussp．)为实验藻种，编号为FACHB一1229。实验所用藻种购自中国科学院野生生物种质库——淡水藻种库。1．3实验方法1-3．1培养方法因购买的藻种体积不足以完成实验，需要在无菌条件对其进行转接并扩大培养。采用人工气候箱进行培养，培养温度为25±1℃，光照条件2000Lux，12Hr昼／12Hr夜，培养期间每天定时摇动3次，使得藻分布均匀。藻类在污水中生长时条件相同。1．3．2藻类生物量的测定藻细胞干重的测定：取50mL烧杯在105℃烘箱干燥24h后，称重记为m，取一定体积藻液加入到离心管中，在8000r下离心15min后弃去上清液，将浓缩藻液转移到已经称重的干燥烧杯中，在放入105℃烘箱干燥24h后，称重记为Ill：，计算藻细胞干重m。一m¨。藻密度测定：将藻种接种于液体培养基中，每天定时取样，在放大倍数为lOx40的显微镜下观察藻类形态并计算藻细胞数量。血球计数板计算公式：细胞数／mL=80小格内藻细胞个~／80x400x104x稀释倍数。1．3．3水质测定实验采用不同于培养条件的光强(2000lux)，考察了藻类在弱光照1000lux和较强光照3000lux下的生长情况，并设了两组平行样，分析其藻密度以及对污水TN、TP的降解效率。实验测定TN，TP各指标均