CN101565674A - 一株低营养栅藻及其在污水深度处理中的应用 - Google Patents

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李鑫
杨佳
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Abstract

本发明公开了水污染控制技术领域一株低营养栅藻Scenedesmus sp.LX1及其在污水深度处理中的应用。首先在城市污水二级出水中接种该株栅藻后，通过藻细胞的光合作用，栅藻在生长过程中吸收二级出水中的氮磷等营养元素，可进一步降低城市污水处理厂出水中的氮磷浓度。由于该株栅藻可在低营养环境中生长，因此可将二级出水中的氮磷去除到很低水平，从而最大程度减小水华爆发的风险；利用该株栅藻去除城市污水二级出水中的氮磷是一种生态友好、成本低廉、经济高效、易于利用的污水深度处理方法，具有藻细胞易培养、氮磷去除效果好等优点。

Description

一株低营养栅藻及其在污水深度处理中的应用
技术领域
本发明涉及一株低营养栅藻及其在污水深度处理中的应用，属于水污染控制技术领域。
背景技术
随着人类经济活动的发展，氮磷等营养物质大量排入水体，并产生积累、富集，引起水体富营养化，导致藻类(主要为蓝藻、绿藻)异常繁殖，使水质迅速恶化。控制氮磷进入水体，是防止水体富营养化的根本措施。国内外大量研究表明，常规污水处理工艺虽然能够去除污水中大部分有机和无机污染物，但对氮磷营养物质的去除效果较差。化学法的除磷效果良好，但化学药剂成本高，产生的污泥难以处理。近年来利用藻细胞去除污水中氮磷的研究吸引了越来越多的关注。筛选合适藻种、高效去除氮磷，对于水体富营养化的防止具有重要意义。
发明内容
本发明的目的是提供一株低营养栅藻及其在污水深度处理中的应用。
本发明提供的低营养栅藻为(Scenedesmus sp.)LX1，分离自存放一个月的自来水，已于2009年4月23日保藏于中国微生物菌种保藏委员会普通微生物中心(CGMCC)，藻种保藏号为CGMCC No.3036；CGMCC地址为北京市朝阳区大屯路，中国科学院微生物研究所，邮编为100101。
所述低营养栅藻Scenedesmus sp.LX1在污水深度处理中的应用，先接种该株栅藻到污水中，通过藻细胞的光合作用对污水进行深度处理，以去除污水中的氮和磷，其特征在于，所述应用的具体步骤为：
1)首先向污水中接种栅藻藻种，初始接种密度为1×105～3×105个·mL-1；
2)将接种后的藻细胞置于光暗比14h∶10h、温度25℃、相对湿度75％、光照强度800～1300lux的条件下培养，同时藻细胞进行光合作用以吸收氮、磷营养元素，3～13d后，污水中氮和磷的最大去除率分别可达95％和99％以上；
3)最后通过高速离心机离心栅藻藻液，收获栅藻。
所述污水为一般城市污水二级处理工艺的二沉池出水。
栅藻Scenedesmus sp.LX1定形群体扁平，由2、4、8个细胞组成，一般常见的为4个细胞的群体。群体细胞并列于一条直线上；中间部分的细胞呈纺锤形，上下两端渐尖，直立；细胞壁平滑。4细胞的群体宽11～20μm；单个细胞宽为3～5μm。
本发明的有益效果为：该株栅藻可在低营养环境中生长，因此可将水体中的氮磷去除到很低水平。首先利用栅藻去除城市污水二级出水中的氮磷，再通过一定方式将栅藻从城市污水二级出水中分离，得到氮磷含量很低的城市污水三级出水，从而降低污水厂出水排放到景观水体后爆发水华的风险，可应用于一般城市污水的深度处理。
附图说明
图1是培养13d后栅藻和铜绿微囊藻对城市污水二级出水中氮磷的去除率比较图；
图2是培养3d后不同初始接种量条件下栅藻对氮磷去除效果比较图；
图3是固定初始TN，栅藻对不同初始TP的人工模拟城市污水二级出水中氮磷的去除关系曲线。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明作进一步说明。
实施例1
向城市污水二级出水(总氮TN为26.6mg·L-1，总磷TP为3.9mg·L-1)中接种栅藻藻种，初始接种密度为1.5×105个·mL-1，在光暗比14h∶10h、温度25℃、相对湿度75％、光照强度800～1300lux的条件下，同时藻细胞进行光合作用以吸收氮、磷营养元素，培养13d后，高速离心机(10000rpm×10min，4℃)离心栅藻藻液，收获栅藻，获得氮磷浓度很低的城市污水三级出水。
该株栅藻对城市污水二级出水中氮磷的去除率分别为95.8％和96.1％，相同培养条件下铜绿微囊藻(铜绿微囊藻来源：淡水藻种库)对氮磷的去除率分别为93.6％和38.5％(图1)，可见该株栅藻在城市污水深度处理方面具有明显优势。
实施例2
栅藻的初始接种密度分别为1.25×105个·mL-1、1.25×106个·mL-1、6.25×106个·mL-1和1.25×107个·mL-1，在人工模拟城市污水二级出水中(总氮TN为15.0mg·L-1，总磷TP为2.0mg·L-1)培养3d后，对TN的去除率分别为11.0％、40.1％、59.3％和74.7％；对NH3-N的去除率分别为98％、＞99％、＞99％和＞99％；对TP的去除率分别为47.5％、98.9％、98.9％和＞99％(图2)。可见，提高初始接种密度，可以显著增强该株栅藻对城市污水的水质净化效果。
实施例3
在人工模拟城市污水二级出水中，固定初始总氮TN为11mg·L-1，控制初始总磷TP分别为0.1、0.2、0.5、1.0和2.0mg·L-1。按照实施例1中的方式接种栅藻，接种密度为2.4×105个·mL-1。栅藻对五种人工模拟城市污水二级出水中的氮磷去除情况如图3(a)、图3(b)所示。培养13d后，栅藻对五种人工模拟城市污水二级出水中TP的去除率基本都达到100％，表明栅藻对TP的去除受N/P比(氮磷相对含量)的影响不大。在初始TP分别为0.1、0.2、0.5、1.0和2.0mg·L-1的条件下，栅藻对TN的去除率分别为38.8％、64.0％、＞99％、＞99％和＞99％。可见，在氮磷含量均衡满足栅藻生长需求的条件下(本实施例中，初始TN为11mg·L-1时，TP在0.5～2.0mg·L-1之间)，栅藻可同时高效去除人工模拟城市污水二级出水中的氮和磷。

Claims (3)

1、一株低营养栅藻，其特征在于，该株栅藻名称为Scenedesmus sp.LX1，分离自存放一个月的自来水，已于2009年4月23日保藏于中国微生物菌种保藏委员会普通微生物中心，藻种保藏号为CGMCC No.3036。
2、一株低营养栅藻在污水深度处理中的应用，先接种该株栅藻到污水中，通过藻细胞的光合作用对污水进行深度处理，以去除污水中的氮和磷，其特征在于，所述应用的具体步骤为：
1)首先向污水中接种栅藻藻种，初始接种密度为1×105～3×105个·mL-1；
2)将接种后的藻细胞置于光暗比14h∶10h、温度25℃、相对湿度75％、光照强度800～1300lux的条件下培养，同时藻细胞进行光合作用以吸收氮、磷营养元素，3～13d后，污水中氮和磷的最大去除率分别可达95％和99％以上；
3)最后通过高速离心机离心栅藻藻液，收获栅藻。
3、根据权利要求2所述的应用，其特征在于，所述污水为一般城市污水二级处理工艺的二沉池出水。
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