固定化水華束絲藻和硅藻土對畜禽廢水COD凈化分析

慕琳 王應軍 王爽元

摘 要 利用海藻酸鈉-聚乙烯醇凝膠固定化水華束絲藻和硅藻土，研究不同包埋比例（即m濕藻∶m硅藻土）對COD的凈化效果，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后降低的趨勢。當包埋比為1∶4時，凈化效果最好，對COD的去除率為86.34%。

關鍵詞 水華束絲藻；硅藻土；包埋比；畜禽廢水；COD凈化

中圖分類號：X713 文獻標志碼：B 文章編號：1673-890X（2016）12--02

未經處理的畜禽廢水中有機污染負荷較高，會隨著環境的影響造成嚴重的污染[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污水的研究，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硅藻土對畜禽廢水COD（化學需氧量）的凈化效果。

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，該株系是從滇池中分離、純化后獲得。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，置于光照培養室進行擴大培養，反復接種，使之處于對數增長期。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，然后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，滴完后在4 ℃下凝膠8 h。取出顆粒用蒸餾水沖洗2次，再用0.7%生理鹽水在4 ℃下浸泡24 h，最后蒸餾水沖洗備用。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污水中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對污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硅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污水中COD的去除能力。圖2（b）給出了在單獨包埋硅藻土的情況下，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，說明了硅藻土對COD有一定吸附效果。

2.2 包埋后與懸浮狀態生長狀況研究

圖3為包埋后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天左右生長達最大并開始進入穩定期，30 d后開始衰亡。同時，被包埋的藻在最初3 d的生長量低于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并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于懸浮組，說明經包埋后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

包埋水華束絲藻和硅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，而懸浮藻去除率只有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.

（責任編輯：劉昀）