申请日2018.04.04

公开(公告)日2018.08.21

IPC分类号/10; /04; C02F3/32; /02; /16; /10

摘要

本发明公开了一种固定化小球藻处理养殖废水的方法，属于水体净化领域。运用小球藻对废水中营养物质及其他微量元素的吸收和利用以及海藻酸钠的固定化作用，使小球藻对废水起到净化作用的同时能够很好的进行藻水分离。本方法的优点在于用海藻酸钠固定化小球藻处理水产养殖废水，缓解了日益严峻的淡水压力;而且小球藻对废水中各种元素的吸收和利用，使废水得到净化，进而减缓了其最终排入到自然水体的负荷;此外，小球藻被固定化之后能够很好的实现藻水分离，降低了设备成本。

权利要求书

1.一种固定小球微藻的方法，其特征在于，所述方法的具体步骤如下：

(1)离心收集小球藻，洗涤后，再用养殖废水配制成悬浮液，所述悬浮液中小球藻的OD值在0.28-0.30之间;

(2)配置一定浓度的固定化溶液;

(3)将小球藻悬浮溶液和固定化溶液混合，摇匀后注入酸式滴定管中，将混合液滴入CaCl2溶液中得到胶球;

(4)胶球在CaCl2溶液中固定一定时间，取出后用养殖废水冲洗得到固定化小球藻。

2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述步骤(1)中的养殖废水的性质为：95-110mg/L的TN、13-15mg/L的TP、60-80mg/L的NH4+-N、0.5-0.7mg/L的NO3--N和1000-/L的COD。

3.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述步骤(2)中的制备固定化溶液中的固定化材料为琼脂、海藻酸钠、PVA。

4.根据权利要求1或3所述方法，其特征在于，所述步骤(2)中的制备固定化溶液的固定化材料为海藻酸钠。

5.根据权利要求1、3、4任一所述方法，其特征在于，所述步骤(2)中的固定化溶液的浓度为质量分数的1-4%。

6.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述步骤(3)中小球藻悬浮溶液和固定化溶液的混合体积比例为：1:10-100，所述步骤(3)中CaCl2溶液的浓度为质量分数2.0-2.5%。

7.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述步骤(4)中胶球在CaCl2溶液中固定化时间为1.5-2.5h。

8.应用权利要1-7任一所述方法制备得到的固定小球微藻在污水处理方面的应用。

9.根据权利要8所述应用，其特征在于，所述应用中固定小球微藻在污水处理的方法为：将固定化小球藻投入废水中，利用固定化小球存在的孔隙，进行物质的交换，小球藻光合作用吸收二氧化碳释放氧气，污水中的氮以及一部分的磷通过孔隙被小球藻吸收利用，用于生物量的增长，一部分磷被固定化小球表面吸附以此来达到污水脱氮除磷的效果。

10.根据权利要求9所述应用，其特征在于，所述为固定化小球藻投加量为220～880个/100mL。

说明书

一种固定化小球藻处理养殖废水的方法

技术领域

本发明涉及一种固定化小球藻处理养殖废水的方法，属于水体净化领域。

背景技术

随着经济的发展，人们对水产品的需求日益增加，在捕捞量不能满足市场需求的情况下，水产养殖业得到了迅猛的发展。然而，粗放型经营、资源依赖型水产养殖方式导致的生态失衡、环境恶化、资源萎缩的状况在国内外己十分严重。原有的粗放型养殖方式对养殖废水不加以处理直接排放，加剧了养殖区邻近水域的水体富营养化程度和水质污染，并引发一系列有害的生态环境问题。

水产养殖废水中的主要污染物有氨氮、亚硝酸盐、有机物、磷及污损生物。传统的物理处理技术和化学处理技术前期投资大、能耗高、运行及维护费用高等缺点。而生物修复(在废水处理中使用植物，动物和其他微生物等)技术以其低成本和高生态效益的优势已经取得了国际世界越来越多的关注。但微生物处理，如活性污泥，通常是复杂和昂贵的，其在发展中国家的水产养殖废水处理应用方面是有限的。而微藻具有光合作用效率高、生长周期短、不需占用农业用地、环境适应能力强等特点。

微藻在生长过程中会吸收大量氮磷，在废水处理，尤其是氮磷的去除方面具有很大潜力。迄今已筛选出了许多可高效净化水质的藻种，尤以绿藻居多。但是用微藻处理废水同时也存在一些缺点：占地面积大、难以分离、细胞流失严重等问题。而固定化方法可以很好的解决藻水难以分离以及细胞流失等问题。现有的微藻固定化方法有利用海绵、卵石、砾石等材料进行生物吸附固定，此方法固定化效果差;有采用聚乙烯醇作为固定化材料，但聚乙烯醇具有一定的生物毒性;用壳聚糖固定化微藻虽具有一定的效果，但用壳聚糖做成的固定化小球机械强度差，球体易被生物降解。

固定化技术具有较高微生物浓度、易于固液分离、不易受毒物影响、剩余污泥量少等优点而在污水处理领域得到比较广泛应用。关于采取载体的选择，其对于固定化藻类的发展起到极为重要的作用，令人满意的固定化载体能够达到以下的标准：(1)无毒，不影响藻细胞活性;(2)具有良好的透光性;(3)具有良好的传质性能;(4)性质稳定，不易被分解;(5)机械强度高，使用寿命长;(6)成本较低。现有的微藻固定化方法有利用海绵、卵石、砾石等材料进行生物吸附固定，此方法固定化效果差;有采用聚乙烯醇作为固定化材料，但聚乙烯醇具有一定的生物毒性;用壳聚糖固定化微藻虽具有一定的效果，但用壳聚糖做成的固定化小球机械强度差，球体易被生物降解。而海藻酸钠作为一种食品添加剂对生物无毒，与CaCl2溶液交联形成海藻酸钙具有较好的机械强度和孔隙率。因此，急需提供一种固定化效果好，机械强度好，经济适用，具有广泛的应用前景的固定化小球藻。

发明内容

本发明的目的是将小球藻固定化后用于去除水产养殖废水中的氮磷，将小球藻用海藻酸钠包埋固定，投入水产养殖废水，用作废水脱氮除磷研究，控制光照、温度、光暗时间比。

本发明的第一个目的是提供一种固定小球微藻的方法，所述方法的具体步骤如下：

(1)离心收集小球藻，洗涤后，再用养殖废水配制成悬浮液，取一定体积悬浮液加入到与实验模拟废水中，使小球藻的OD值在0.28-0.30之间。

(2)配置一定浓度的固定化溶液;

(3)将小球藻悬浮溶液和固定化溶液混合，摇匀后注入酸式滴定管中，将混合液滴入CaCl2溶液中得到胶球;

(4)胶球在CaCl2溶液中固定一定时间，取出后用废水冲洗得到固定化小球藻。

在本发明的一种实施方式中，所述步骤(1)中的小球藻悬浮液的OD值在0.28-0.30之间。

在本发明的一种实施方式中，所述步骤(1)中的养殖废水性质为：95-110mg/L的TN、13-15mg/L的TP、60-80mg/L的NH4+-N、0.5-0.7mg/L的NO3--N和1000-/L的COD。

在本发明的一种实施方式中，所述步骤(2)中的制备固定化溶液的固定化材料为琼脂、海藻酸钠、PVA。

在本发明的一种实施方式中，所述步骤(2)中的制备固定化溶液的固定化材料为海藻酸钠。

在本发明的一种实施方式中，所述步骤(2)中的固定化溶液的浓度为质量分数的1-4%。

在本发明的一种实施方式中，所述步骤(2)中的固定化溶液的浓度为质量分数的2-4%。

在本发明的一种实施方式中，所述步骤(2)中的固定化溶液的浓度为质量分数的2-3%。

在本发明的一种实施方式中，所述步骤(3)中小球藻悬浮溶液和固定化溶液的混合体积比例为：1:10-100。

在本发明的一种实施方式中，所述步骤(3)中CaCl2溶液的浓度为质量分数2.0-2.5%。

在本发明的一种实施方式中，所述步骤(4)中胶球在CaCl2溶液中固定化时间为1.5-2.5h。

本发明的第二个目的是提供一种固定小球微藻在污水处理方面的应用。

在本发明的一种实施方式中，所述固定小球微藻在污水处理的方法为：将固定化小球藻投入废水中，利用固定化小球存在的孔隙，进行物质的交换，小球藻光合作用吸收二氧化碳释放氧气，污水中的氮以及一部分的磷通过孔隙被小球藻吸收利用，用于生物量的增长，一部分磷被固定化小球表面吸附以此来达到污水脱氮除磷的效果。

在本发明的一种实施方式中，所述为固定化小球藻投加量为220～880个/100mL。

本发明的有益效果：

本发明对固定化小球藻的固定化材料、固定化材料浓度及固定化小球藻投加量做了优化，使得固定化小球藻在处理水产养殖废水脱氮除磷过程中达到最佳效果。在最优条件下对废水中的氨氮、硝氮、总氮、总磷的去除率分别达到99.08%、77.55%、97.61%、92.83%。

传统的活性污泥法设备成本和运营成高，本发明利用海藻酸钠固定小球藻，用于水产养殖废水脱氮除磷，降低了水产养殖废水处理的成本。

本发明采用海藻酸钠包埋小球藻的方法来固定化小球藻在处理高氨氮浓度的水产养殖废水时避免高氨氮对小球藻的毒害作用，固定化小球藻较游离小球藻对高氨氮水产养殖废水具有较好的脱氮除磷效果。