如何净化猪场养殖污水中的氮磷

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养猪场废水的危害怎么处理

养猪场废水的危害怎么处理

养猪场废水的危害怎么处理随着我国经济的发展和人民生活水平的提高,人们对肉类的需求量也在不断增加。

尤其是猪肉这一主流食品,产量越来越大,可带来的问题也逐渐显现出来。

养猪场废水对水环境的危害也逐步加深,如果不及时处理,将会严重影响生态平衡和人民健康。

下面我们就来探讨一下,养猪场废水的危害怎么处理。

养猪场废水的危害养猪场废水是指养猪生产中产生的各种废水,主要包括饮水、清洗、排泄和死亡猪畜产生的废水等。

废水中含有大量的养分、悬浮物和微生物,污染物种类繁多、水量较大,对环境和人类健康造成的影响主要有以下几个方面:1.大面积污染水体养猪场废水中含有大量的氮、磷和有机物等营养物质,其排放量远超过自然界生态系统的承受能力,形成的污染物对水质的影响极为严重。

养猪场的污水进入水体后,迅速扩散和蔓延,形成大面积的污染区域,对水生生物及水体生态系统造成严重影响。

2.影响水源地水质养猪场废水对水源地水质影响尤其显著,直接威胁到饮用水源和环境健康。

由于废水中含有大量的各类细菌和病毒,易导致水源地受到污染,进而影响水源安全和人类健康。

3.增加土地污染风险养猪场废水中的有机物和氮、磷等营养物质,会在土壤中蓄积,影响土壤的质量和农产品的品质。

如果养猪场废水排放处理不当,直接或间接进入农田,还会造成土壤污染和地下水污染。

养猪场废水的处理方法为了减少养猪场废水对水环境的污染,必须采取有效的处理方法。

以下是可行的处理方法:1.利用生态环保技术处理废水使用处理养猪场废水的生态环保技术,是当前国内外应用广泛的一种废水处理方式。

这种方法主要有植物净化和人工湿地两种形式。

植物净化是利用苔藓、水生植物及微生物等生物和化学物质的协同作用,将废水中的氮、磷等营养物质去除,并将废水中的有机物转化成为更加稳定的腐植质。

人工湿地是通过大量的人工湿地带、浅水区、沉泥池等构成一个复杂的湿地系统,利用湿地的生态环境系统把中等到高浓度的有机物、营养物和一些农业药品、残留等去除。

养猪场废水处理方法

养猪场废水处理方法

养猪场废水处理方法
养猪场废水处理方法包括以下几种:
1. 生物处理:通过采用生物处理技术,利用微生物将废水中的有机物分解为无机物,以降低废水中的污染物浓度。

常用的生物处理方法有活性污泥法、厌氧处理等。

2. 化学处理:通过加入化学药剂,使废水中的有机物、重金属等污染物发生沉淀、氧化还原、络合等反应,以达到去除污染物的目的。

常用的化学处理方法有絮凝、沉淀、氧化等。

3. 物理处理:通过物理作用力,如重力沉淀、过滤、吸附等,将废水中的固体颗粒、悬浮物等进行分离和去除。

4. 高级氧化反应:如臭氧法、紫外光照射等高级氧化技术,可有效降解废水中的有机物和色度,提高废水的水质。

5. 膜分离技术:如超滤、纳滤、反渗透等膜分离技术,可通过膜的孔隙大小和分子筛选作用,将废水中的溶解性有机物、离子、微生物等进行分离和去除。

以上是一些常见的养猪场废水处理方法,根据具体情况和废水特性的不同,可以采用单一或组合使用不同的处理技术,以有效处理和净化养猪场废水。

在实施废
水处理过程中,还需要合理选择处理设备和管理控制措施,以确保废水处理效果达到国家或地方的排放标准。

猪场污水处理方案

猪场污水处理方案

猪场污水处理方案一、背景介绍猪场是养殖业中常见的一种农业生产形式,然而猪场养殖过程中产生的大量污水对环境造成了一定的影响。

为了解决猪场污水处理问题,制定科学合理的污水处理方案是必要的。

二、污水处理需求1. 处理能力:根据猪场的规模和日均养殖量,确定污水处理设施的处理能力。

2. 污水成分:分析猪场污水的成分,包括悬浮物、有机物、氮、磷等含量。

3. 出水标准:根据当地环保要求,确定猪场污水处理出水的标准。

三、猪场污水处理方案根据猪场的实际情况,提出以下猪场污水处理方案:1. 初级处理初级处理主要是通过物理方法去除猪场污水中的悬浮物和固体废物,包括以下步骤:(1)格栅除渣:设置格栅设备,将污水中的大颗粒物质去除,防止堵塞后续处理设施。

(2)沉砂池:将污水通过沉砂池,利用重力沉降原理去除污水中的沙粒和颗粒物。

(3)沉淀池:将经过沉砂池处理的污水进入沉淀池,通过静态沉淀去除悬浮物。

2. 中级处理中级处理主要是通过生化方法去除猪场污水中的有机污染物,包括以下步骤:(1)活性污泥法:将初级处理后的污水引入活性污泥池,通过微生物的降解作用去除有机物。

(2)曝气池:在活性污泥池中设置曝气设备,提供充足的氧气供给,促进微生物的生长和有机物的降解。

3. 高级处理高级处理主要是通过化学方法去除猪场污水中的氮、磷等营养物质,包括以下步骤:(1)生物滤池:将中级处理后的污水引入生物滤池,利用生物膜的附着和微生物的作用去除氮、磷等营养物质。

(2)化学沉淀:在生物滤池出水口设置化学投加装置,加入适量的化学药剂,使污水中的氮、磷等物质与药剂发生反应,形成沉淀物,进一步去除。

四、运维管理为了确保猪场污水处理设施的正常运行,需要进行运维管理工作:1. 定期检查:定期对污水处理设施进行检查,包括设备运行状态、污泥处理情况等。

2. 维护保养:对设备进行定期维护保养,包括清洗格栅、曝气装置的维修等。

3. 污泥处理:对处理后的污泥进行合理处理,可以采用厌氧消化、堆肥等方式。

猪场污水处理方案

猪场污水处理方案

猪场污水处理方案一、背景介绍猪场是农业生产中重要的畜禽养殖场,但其生产过程中产生的大量污水对环境造成为了一定的影响。

为了保护环境,提高猪场的可持续发展能力,制定一套科学有效的猪场污水处理方案至关重要。

二、污水特点及问题猪场污水具有以下特点:1. 污水量大:猪场每天产生大量的粪便和尿液,形成大量的污水。

2. 污染物浓度高:猪场污水中含有大量的氨氮、总磷、总氮等有机物和无机物,对水环境造成严重污染。

3. 水质波动大:猪场污水中的水质参数波动较大,对处理工艺提出了一定的挑战。

猪场污水处理面临的问题主要有:1. 污染环境:未经处理的猪场污水直接排放会对周边水体和土壤造成严重污染,危害生态环境。

2. 资源浪费:猪场污水中含有大量有机物和养分,未经处理直接排放会造成资源的浪费。

3. 健康隐患:未经处理的猪场污水中可能存在病原菌和有害物质,对人和动物的健康构成潜在威胁。

三、猪场污水处理方案针对猪场污水的特点和问题,制定以下猪场污水处理方案:1. 预处理猪场污水预处理的目的是去除大颗粒悬浮物和固体有机物,减轻后续处理工艺的负担。

预处理工艺可以包括机械格栅、沉砂池温和浮池等。

机械格栅用于去除大颗粒悬浮物,沉砂池用于去除沉积物,气浮池用于去除悬浮物和浮游生物。

2. 生物处理生物处理是猪场污水处理的核心工艺,通过微生物的作用将有机物、氨氮等污染物转化为无害物质。

常用的生物处理工艺包括活性污泥法、固定化生物膜法和人工湿地法等。

活性污泥法是一种传统的处理工艺,通过悬浮生物团聚体(活性污泥)降解有机物。

固定化生物膜法利用生物膜将有机物转化为无害物质。

人工湿地法通过湿地植物和微生物降解有机物和去除污染物。

3. 深度处理深度处理是为了进一步去除猪场污水中的残存污染物,提高出水质量。

深度处理工艺可以采用活性炭吸附、高级氧化等方法。

活性炭吸附能有效去除污水中的有机物和重金属离子,提高水质。

高级氧化是一种利用氧化剂对污水中的有机物进行氧化降解的方法。

吨养猪场屠宰废水处理方案超详细方案

吨养猪场屠宰废水处理方案超详细方案

吨养猪场屠宰废水处理方案超详细方案吨养猪场屠宰废水是指养猪场在屠宰操作过程中产生的废水,其中含有大量的有机物质、悬浮物、氮、磷等污染物。

为了有效地处理这些废水,保护环境,以下是一个超详细的方案,包括预处理、主要处理工艺和后处理等部分。

一、预处理1.废水收集:养猪场屠宰废水收集系统要完善,确保所有的废水都能集中收集起来,避免废水的流失和污染环境。

2.大颗粒悬浮物去除:通过设置格栅,将废水中的大颗粒悬浮物拦截下来,防止对后续处理工艺造成堵塞和损坏。

3.沉淀池预处理:将经过格栅处理后的废水引入沉淀池,通过重力沉淀的方式将废水中的悬浮物和部分有机物质去除,提高后续处理工艺的效果。

二、主要处理工艺1.厌氧消化:将预处理后的废水引入厌氧消化池,通过厌氧菌的作用,分解有机物质,产生沼气。

同时,消化池中的厌氧菌还能够去除废水中的部分氮和磷等污染物。

2.好氧生物处理:将厌氧消化后的废水引入好氧生物处理池,通过好氧菌的作用进一步降解有机物质,去除废水中的氮、磷等污染物。

为了提高处理效果,可以采用曝气系统,增加溶解氧的供应。

3.植物净化:将好氧生物处理后的废水引入植物净化系统,通过植物的吸收和利用,去除废水中的营养物质和微量有机物质。

常用的植物净化方式包括人工湿地、浮床等。

三、后处理1.沉淀池处理:将植物净化后的废水引入沉淀池,通过重力沉淀的方式将废水中的悬浮物和有机物质进一步去除。

沉淀池的沉淀污泥可以通过回流系统返回到厌氧消化池进行进一步处理。

2.消毒处理:通过添加消毒剂(如次氯酸钠),对废水进行消毒处理,杀灭其中的致病微生物,确保出水符合排放标准。

3.出水处理:经过以上处理后的废水可以作为再生水或者进行进一步处理后排放。

在出水处理过程中,可以采用深度过滤、活性炭吸附等技术进一步去除废水中的细微悬浮物和有机物质,提高水质的稳定性。

以上是吨养猪场屠宰废水处理的一个超详细方案。

根据实际情况,可以根据具体要求进行调整和优化,以达到更好的处理效果和经济效益。

养猪废水处理方案

养猪废水处理方案
-采用砂滤池、活性炭吸附等工艺,进一步去除废水中的悬浮物和微量有机物。
-通过高级氧化技术降低废水中的色度和COD。
5.消毒处理阶段:
-使用紫外线消毒或化学消毒方法,确保废水中的病原微生物达到安全标准。
四、具体实施方案
1.废水收集系统:
-设计合理的养猪场内排水系统,确保废水顺畅收集。
-设置集水池,防止废水外溢。
(2)厌氧处理:采用UASB反应器,利用厌氧微生物将有机物转化为甲烷和二氧化碳,实现能量回收。
3.沉淀处理:采用二沉池,对生物处理后的废水进行固ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ分离,去除污泥。
4.深度处理:采用砂滤池、活性炭吸附等工艺,进一步去除废水中的悬浮物、色度等污染物。
5.消毒处理:采用紫外线消毒或化学消毒,杀灭废水中的病原微生物。
2.预处理设施:
-格栅间隙≤5mm,防止大颗粒物质进入后续处理系统。
-沉砂池设计流速≤0.5m/s,有效去除砂粒和悬浮物。
3.生物处理设施:
-水解酸化池的水力停留时间≥2天。
-好氧处理设施的水力停留时间≥5天,污泥浓度为2-4g/L。
- UASB反应器的容积负荷≥3kgCOD/(m³·d),水力停留时间≥15天。
4.沉淀与固液分离:
-二沉池表面负荷≤0.5m³/(m²·h),确保出水清澈。
-污泥处理设施满足环保要求,实现污泥资源化。
5.深度处理设施:
-砂滤池滤速≤8m/h,活性炭吸附时间≥30分钟。
-高级氧化技术处理后的废水COD和色度达到排放标准。
6.消毒处理:
-紫外线消毒剂量≥30mJ/cm²,或化学消毒剂适量。
第2篇
养猪废水处理方案
一、项目概述
养猪业作为我国农业的重要组成部分,其废水的处理对环境保护和农业可持续发展具有重要意义。本方案旨在提出一套科学、合理、高效的养猪废水处理方案,确保废水经过处理后达到相关排放标准,减轻对环境的影响。

污水处理中的去除氮磷污染物方法

污水处理中的去除氮磷污染物方法

污水处理中的去除氮磷污染物方法污水处理是保护水资源和环境的重要工作,而其中去除氮磷污染物是一个关键的环节。

本文将介绍污水处理中常用的去除氮磷污染物的方法,并探讨它们的优缺点。

一、物理方法1. 沉淀沉降:通过给污水提供足够的沉淀时间,利用重力作用使氮磷污染物沉淀到底部,从而实现去除的目的。

这种方法适用于低浓度的氮磷污染物,但处理效果一般。

2. 筛分:通过筛网将污水中的固体颗粒和一部分氮磷污染物拦截下来,达到去除的效果。

但是,筛分方法对氮磷污染物的去除并不彻底,还需要结合其他方法进行处理。

二、化学方法1. 混凝:将混凝剂加入污水中,通过混凝剂与氮磷污染物发生反应,使其聚集成为大颗粒,从而便于沉淀或过滤去除。

这种方法能够去除一部分氮磷污染物,但化学剂的使用量较大,且存在产生二次污染的可能。

2. 吸附:利用特定材料具有对氮磷污染物亲和性的特点,将其吸附到材料表面,达到去除的效果。

吸附方法可以通过调节材料的配比和表面性质来改善吸附效果,但需要经常更换和再生吸附剂。

三、生物方法1. 硝化反硝化:通过将污水中的氨氮先氧化成硝态氮,然后再利用反硝化菌将硝态氮还原成氧气和氮气释放出去,从而实现氮磷污染物的去除。

这种方法能够较好地去除氮磷污染物,但操作复杂,对操作人员的技术要求较高。

2. 磷的生物吸附:利用某些微生物对磷的高亲和力,将磷吸附到微生物体表面,然后通过凝聚沉降或者微生物的回收来去除磷。

这种方法相对简单易行,但需要保持适宜的微生物环境和温度。

四、综合方法综合方法是将多种处理方法结合使用,以达到更好的氮磷污染物去除效果。

在工业污水处理中,常采用物化生一体化的方法,结合化学处理和生物处理。

例如,在氨氮去除中,可以先通过混凝和沉淀等物理方法去除一部分氨氮,然后再利用硝化反硝化的生物方法去除剩余的氨氮。

而在磷的去除中,可以先通过混凝和沉淀去除一部分磷,然后再利用生物吸附法去除剩余的磷。

综上所述,污水处理中去除氮磷污染物的方法多种多样,每种方法都有其适用的场景和优缺点。

生猪养殖废水处理工艺

生猪养殖废水处理工艺

生猪养殖废水处理工艺生猪养殖是我国畜牧业中最主要的分支之一,而生猪养殖废水的处理则是该行业面临的重要问题。

生猪养殖废水中含有大量的有机物、氮、磷等营养物质,若不进行有效处理,会对环境造成严重的影响。

因此,开发出一套高效可行的生猪养殖废水处理工艺具有重要的现实意义。

一、生猪养殖废水的主要污染物1. 有机物:生猪养殖过程中产生的废水中含有大量的有机物,包括粪便、饲料残渣、生物剩余物等。

2. 氮:生猪养殖废水中的氮主要来自于粪便和饲料中的蛋白质分解产生的氨气。

3. 磷:生猪养殖废水中的磷主要来自于饲料和生物体内的磷化合物。

二、生猪养殖废水处理工艺1. 湿地处理法湿地处理法是一种自然生态的处理方式,将生猪养殖废水置于植物或人工湿地中进行处理。

通过植物吸收和微生物降解,将废水中的有机物、氮、磷等污染物去除,同时也可以起到净化空气和增加氧气的作用。

该方法具有成本低、适用范围广等优点,但对于污染物的去除效率较低,需要占用较大的土地面积。

2. 曝气生物处理法曝气生物处理法是将生猪养殖废水通过人工曝气、曝气池等设施,加速废水中的氨氮转化为亚硝酸盐和硝酸盐,并通过微生物的作用将有机物降解为二氧化碳和水,并将磷污染物沉淀。

该方法处理效率高,处理速度快,可适用于较大的污染物排放量,但要求设备投资较高。

3. 活性污泥法活性污泥法是将生猪养殖废水通过投加活性污泥和曝气等过程,加速废水中的有机物降解和氨氮转化为硝酸盐,从而实现对生猪养殖废水的处理。

该方法具有适用范围广、污染物去除率高等优点,但对操作人员的要求较高,同时也需要考虑处理后的污泥处理问题。

4. 膜分离技术膜分离技术是通过微孔膜或渗透膜将生猪养殖废水中的污染物和水分离,从而达到对废水的处理目的。

该技术具有处理效率高、处理过程简单等优点,但需要考虑膜的清洗和更换问题,同时也需要考虑膜的成本和使用寿命等因素。

三、结语生猪养殖废水处理是一个复杂而又重要的问题,需要综合考虑生产成本、处理效率、技术可行性等因素。

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如何净化猪场养殖污水中的氮磷1 引言养殖污水和液态排泄物是集约化畜禽养殖场污染物无害化处理的难点.目前,规模化畜禽养殖场的污水通常采用沼气池厌氧发酵进行处理,但产生的数量巨大的沼液中仍然含有高浓度的氮磷等营养盐.随着农村城镇化进程的推进,消纳沼液的耕地日渐不足,产生的沼液直排到水体中,将会导致自然水体严重富营养化.如何净化沼液越来越成为规模化畜禽养殖场可持续发展的制约因素.微藻属于光合自养型生物,在自然界广泛分布,能有效吸收利用水体中的氮磷等营养物质,很早就被人们用以处理污水、净化环境.同时,微藻也是十分重要的生物资源,微藻细胞营养丰富,含多种生理活性物质,某些微藻在特定的培养条件下能选择性地蓄积高附加值的产品.利用微藻生产生物柴油或单细胞饲料蛋白源是当前微藻开发利用的热点.若能利用养殖场污水培养产油微藻,既可以利用微藻净化污水,还能为微藻生物柴油的生产提供资源,一举两得.因此,本文选择了15株淡水微藻,在实验室条件下考察其在猪场养殖污水中的生长性能及其对污水中氮磷的去除效果,并检测利用猪场养殖污水培养的各株微藻的细胞蛋白含量和脂肪酸组成,以期为猪场养殖污水的无害化高效净化处理筛选出合适的藻株.2 材料与方法2.1 试验材料2.1.1 猪场养殖污水猪场养殖污水取自浙江嘉兴余新镇敦好农牧有限公司的养猪场.养殖污水经过厌氧发酵及露天氧化塘沉淀处理后,用于本试验.试验用污水的水质状况如表 1所示.表1 试验用猪场养殖污水的水质状况2.1.2 试验藻株试验用15个藻株均取自上海海洋大学生物饵料研究室微藻种库,分别为纤维藻(Ankistrodesmus sp.)SHOU-F1、椭圆小球藻(Chlorella ellipsoidea)SHOU-F3、单生卵囊藻(Oocystis solitaria)SHOU-F5、多棘栅藻(Scenedesmus spinosus)SHOU-F7、多棘栅藻(S. spinosus)SHOU-F8、肥壮蹄形藻(Kirchneriella obesa)SHOU-F9、斜生栅藻(S. obliquus)SHOU-F17、淡水小球藻(Chlorella sp.)SHOU-F19、椭圆小球藻(Ch.ellipsoidea)SHOU-F20、斜生栅藻(S.obliquus)SHOU-F21、四球藻(Tetrachlorella alternans)SHOU-F24、镰形纤维藻(A.falcatus)SHOU-F26、小球藻(Chlorellasp.)SHOU-F28、四尾栅藻(S. quadric and a)SHOU-F35和针形纤维藻(A.acicularis)SHOU-F120.2.2 试验方法2.2.1 藻种接种及培养将各藻株先于f/2培养基中扩培,待培养到一定数量后,离心收集藻细胞,将藻细胞分别接种到经高压灭菌后的猪场养殖污水中,接种密度为2.0×106 cells · mL-1左右.将接种后的藻液在温度25 ℃、光照1800 lx、光照周期24 h/0 h(L : D)的条件下培养,每天定时摇瓶.培养20 d后,测定藻细胞密度、培养液氮磷含量、藻细胞蛋白含量及脂肪酸组成.2.2.2 微藻生长检测培养开始和结束时用血球计数板测定藻细胞密度,并根据公式K=(lnNt -lnN0)/t计算相对生长率,其中,N0为培养初始藻细胞密度(cells · mL-1),Nt为经过t时间后培养液中的藻细胞密度(cells · mL-1),t为培养时间(d).测定平行3次.2.2.3 藻细胞干重测定取30 mL藻液,用预先恒重的0. 45 μm 滤膜抽滤,然后将滤膜再次恒重,计算藻细胞的生物量.测定平行2次.2.2.4 水质指标测定用0.45 μm 滤膜过滤藻液,然后参照水和废水监测分析方法(第4版)(国家环境保测定滤液中氮磷,总氮测定采用碱性过硫酸钾消解-紫外分光光度法,氨态氮测定采用纳氏试剂分光光度法,硝态氮测定采用紫外分光光度法,总磷测定采用钼酸铵分光光度法.测定设2个平行.氮、磷去除率r的计算公式为:r=(C0-Ct)/C0×100%,其中,C0和Ct分别为初始氮磷的浓度和培养t天后的浓度(mg · L-1).2.2.5 蛋白含量测定藻细胞蛋白含量的测定参照福林-酚测蛋白法进行,每藻株平行测定3次.2.2.6 脂肪酸含量测定藻细胞脂肪酸含量的测定参照文献方法进行.称100 mg湿样(离心后去水)至带硅胶衬里螺旋帽的15 mL棕色螺纹口顶空瓶中,加入250 μL C19-甲苯溶液(浓度0.2 mg · mL-1),漩涡混匀后,加2 mL甲醇钠(NaOMe,0.5 mol · L-1),置于超声波清洗机中80 ℃水浴混匀20 min;冷却至室温后,加2 mL BF3-甲醇溶液(14%),再置于超声波清洗机中80 ℃水浴混匀20 min;冷却至室温后,加800 μL去离子水和1200 μL正己烷,漩涡混匀后,4000 r · min-1离心3min,将上层含有脂肪酸甲酯的正己烷-甲苯层转移至小玻璃瓶中,于气相-质谱联用仪上参照文献方法检测脂肪酸含量.定量分析时采用对各组分峰面积积分,用归一化法计算出脂肪酸组分的百分含量(以占脂肪酸总量的百分比表示).各微藻脂肪酸甲酯的理论烷基值参照文献的方法进行计算(Cetane Number,CN).2.3 数据的统计分析结果以平均值±标准差表示,采用PASW.Statistics.18.0软件进行方差分析并作Duncan多重比较,p<0.05表示差异显著.3 结果3.1 不同微藻藻株在猪场养殖污水中的生长性能由表 2可以看出,试验条件下,小球藻SHOU-F28相对生长率最高,为0.15;其次为多棘栅藻SHOU-F7、多棘栅藻SHOU-F8和斜生栅藻SHOU-F21,3种栅藻的相对生长率分别为0.12、0.13和0.11;单生卵囊藻SHOU-F5、椭圆小球藻SHOU-F3、斜生栅藻SHOU-F17和针形纤维藻SHOU-F120的相对生长率最低.表2 不同微藻藻株在猪场养殖污水中的生长性能3.2 不同微藻藻株对猪场养殖污水中总氮的去除效果猪场养殖污水经高压灭菌消毒后,水体中氮含量略有减少,总氮为30.00 mg · L-1,氨态氮14.00 mg · L-1,硝态氮14.00 mg · L-1.不同藻株对养殖污水中总氮表现出不同的去除效果(表 3),多棘栅藻SHOU-F7和多棘栅藻SHOU-F8的总氮去除率最高(均为93.25%),其次为四尾栅藻SHOU-F35(92.74%)、单生卵囊藻SHOU-F5(91.73%)和斜生栅藻SHOU-F21(87.78%),纤维藻SHOU-F1、淡水小球藻SHOU-F19、小球藻SHOU-F28和针形纤维藻SHOU-F120对猪场养殖污水总氮的去除率较低,去除率仅为50.00%左右.表3 不同微藻藻株对猪场养殖污水中总氮的去除效果3.3 不同微藻藻株对猪场养殖污水中氨态氮的去除效果从氨态氮的去除率来看(表 4),椭圆小球藻SHOU-F3、单生卵囊藻SHOU-F5、多棘栅藻SHOU-F8、肥壮蹄形藻SHOU-F9、斜生栅藻SHOU-F17、椭圆小球藻SHOU-F20、斜生栅藻SHOU-F21、四球藻SHOU-F24、镰形纤维藻SHOU-F26、小球藻SHOU-F28和四尾栅藻SHOU-F35对氨态氮的去除率均在95.00%以上,去除率最低的是淡水小球藻SHOU-F19,去除率为78.43%.表4 不同微藻藻株对猪场养殖污水中氨态氮的去除效果3.4 不同微藻藻株对猪场养殖污水中硝态氮的去除效果由表 5可知,多棘栅藻SHOU-F7和多棘栅藻SHOU-F8对污水中硝态氮的去除率最高,均达100%;其次为四尾栅藻SHOU-F35(99.61%)、单生卵囊藻SHOU-F5(99.21%)和斜生栅藻SHOU-F21(97.14%);针形纤维藻SHOU-F120对硝态氮的去除率最低,仅为39.75%.表5 不同微藻藻株对猪场养殖污水中硝态氮的去除效果3.5 不同微藻藻株对猪场养殖污水中总磷的去除效果由表 6可知,试验用各株微藻对猪场养殖污水中总磷的去除率很高,基本在90.00%以上,尤以斜生栅藻SHOU-F21、淡水小球藻SHOU-F19、多棘栅藻SHOU-F7、四尾栅藻SHOU-F35和多棘栅藻SHOU-F8对总磷的去除率高,可达到97.00%以上.表6 不同微藻藻株对猪场养殖污水中总磷的去除效果3.6 利用猪场养殖污水培养的微藻细胞蛋白含量利用猪场养殖污水培养的各株试验微藻的藻细胞蛋白含量介于23.87%~43.90%之间(表7).椭圆小球藻SHOU-F3、针形纤维藻SHOU-F120和小球藻SHOU-F28的蛋白含量分别为43.90%、38.28%和37.35%,显著高于其他微藻.多棘栅藻SHOU-F7和多棘栅藻SHOU-F8的细胞蛋白含量最低.表7 猪场养殖污水培养的微藻藻细胞蛋白含量3.7 利用猪场养殖污水培养的微藻藻细胞脂肪酸组成由表 8可以看出,15株微藻细胞脂肪酸组成各不相同,但16 : 0和18 : 3n3含量在所有藻株中均较高.3种纤维藻(纤维藻SHOU-F1、镰形纤维藻SHOU-F26和针形纤维藻SHOU-F120)的脂肪酸组成相近,16 : 0、16 : 4n3、18 : 1n9、18 : 2n6和18 : 3n3是纤维藻的主要脂肪酸.4种小球藻中,椭圆小球藻SHOU-F3和椭圆小球藻SHOU-F20的脂肪酸组成较接近,含有极丰富的18 : 2n6,且18 : 3n3和16 : 2n6含量较高;淡水小球藻SHOU-F19含丰富的18 : 3n3和18 : 1n9,18 : 2n6的含量很低;小球藻SHOU-F28含丰富的18 : 3n3和18 : 2n6,但18 : 1n9和16 : 2n6的含量很低.5种栅藻中,多棘栅藻SHOU-F7、多棘栅藻SHOU-F8、斜生栅藻SHOU-F21和四尾栅藻SHOU-F35均含有较为丰富的18 : 2n6和18 : 3n3,而斜生栅藻SHOU-F17含有极丰富的18 : 3n3,但18 : 2n6含量较低.单生卵囊藻SHOU-F5和肥壮蹄形藻SHOU-F9的脂肪酸组成中,18 : 3n3含量很高,但18 : 2n6含量较低.根据脂肪酸组成计算得到的脂肪酸甲酯的理论烷基值,多棘栅藻SHOU-F7、多棘栅藻SHOU-F8、淡水小球藻SHOU-F19和针形纤维藻SHOU-F120的理论烷基值较高,分别为48.70、47.21、47.66和47.06.表8 猪场养殖污水培养的微藻藻细胞脂肪酸组成4 讨论微藻是光能自养型生物,以水为电子供体,以CO2为碳源,通过光合作用将光能转化为化学能贮存在藻细胞内供细胞代谢.在代谢过程中,微藻细胞需要将环境中的N、P等元素吸收到藻细胞内,以合成藻细胞内各组成成分,在此过程中细胞外环境中的氮磷水平逐步降低.此外,微藻细胞对水环境中的N、P及重金属等物质也具有不同程度的吸附及富集作用,从而使污水得到净化.从15株微藻在猪场养殖污水中的生长性能可以看出,多棘栅藻SHOU-F7、多棘栅藻SHOU-F8和斜生栅藻SHOU-F21的相对生长率高,细胞增长快,说明上述栅藻具有较高的耐污能力,这与很多学者报道的关于选用栅藻来处理生活污水或者工业污水是一致的.从各株微藻对养殖污水中总氮的去除率看,多棘栅藻SHOU-F7、多棘栅藻SHOU-F8、四尾栅藻 SHOU-F35、斜生栅藻SHOU-F21和单生卵囊藻SHOU-F5对猪场养殖污水的总氮去除率都很高,经多棘栅藻SHOU-F7、多棘栅藻SHOU-F8和四尾栅藻SHOU-F35处理后,养殖污水的总氮水平接近2 mg · L-1,基本达到了地表水环境质量标准(GB 3838-2002)的Ⅴ类水总氮要求.从各株微藻对养殖污水中氨态氮的去除率看,除纤维藻SHOU-F1、淡水小球藻SHOU-F19及针形纤维藻SHOU-F120外,其余试验微藻均能将养殖污水中的氨态氮从14mg · L-1降低到2 mg · L-1以下,达到地表水环境质量标准(GB 3838-2002)的Ⅴ类水氨态氮要求,其中,椭圆小球藻SHOU-F3、单生卵囊藻SHOU-F5、多棘栅藻SHOU-F8、肥壮蹄形藻SHOU-F9、斜生栅藻SHOU-F17、椭圆小球藻SHOU-F20、四球藻SHOU-F24、镰形纤维藻SHOU-F26、小球藻SHOU-F28和四尾栅藻SHOU-F35更是将污水的氨态氮降到0.5 mg · L-1以下,达到了地表水环境质量标准Ⅱ类水标准.报道小球藻对模拟的养殖废水的氮磷有很好的去除效果,对水体中氨态氮的去除率达到80%以上,对磷的去除率达到85%以上.利用蛋白核小球藻和栅藻对沉淀的污水和活性污水进行处理,结果表明,两种微藻对沉淀的污水的总磷和无机氮的去除率达到80%,并且蛋白核小球藻比栅藻处理效果更好.利用蛋白核小球藻对乙醇发酵的废水进行处理可以实现废水的循环利用.从各株微藻对养殖污水中硝态氮的去除效果看,单生卵囊藻SHOU-F5、多棘栅藻SHOU-F7、多棘栅藻SHOU-F8、斜生栅藻SHOU-F17、斜生栅藻SHOU-F21和四尾栅藻SHOU-F35也均能将养殖污水中的硝态氮从14 mg · L-1降低到2 mg · L-1以下.15株微藻对猪场养殖污水中总磷的去除率都很高,均在90%以上,经微藻处理后的养殖污水中总磷的水平均降低到0.2 mg · L-1以下,达到了地表水的Ⅱ~Ⅲ类标准.因此,综合本试验各株微藻对养殖污水中总氮、氨态氮、硝态氮和总磷的净化效果,多棘栅藻SHOU-F8和四尾栅藻SHOU-F35能够将猪场养殖污水净化并达到排放标准.不同藻种及同种藻不同株系对污水中不同形态氮的净化效果可能与藻种(株)的内在生理特性差异有关.已有报道表明,小球藻对污水中氨态氮的去除效果较好.研究认为,小球藻能够较好地去除水产加工废水中的氨态氮.报道,小球藻在无光异养条件下能利用啤酒厂污水中多种营养成分,且能去除污水中的氨态氮并将它们转化为细胞中的蛋白质、叶绿素等含氮物质,同时显著地降低污水中的COD和BOD.的研究表明,斜生栅藻去除硝态氮效果最好.利用栅藻LX1对由不同氮源配制的培养液进行处理,结果表明,栅藻LX1对以硝酸盐和尿素作为氮源的培养液的氮磷去除效果较氯化铵作为氮源的好,能去除90%的总氮和将近100%的总磷;而氯化铵作为氮源,氮磷的去除率仅为31.1%和76.4%.微藻对水环境中氮磷的净化效果也与藻细胞浓度、pH、温度、光照强度和培养周期等影响藻类生长的因素有关.培养液中氮磷组合浓度不同会影响小球藻对氮磷的吸收,升高温度或加强光照有利于小球藻对磷、氮的吸收,在最佳pH条件下,小球藻对氮磷的吸收率可达80%左右.由于鱼粉资源的短缺,新型饲料蛋白源的开发是水产动物营养与饲料研究的热点之一.单细胞微藻蛋白是重要的潜在蛋白源,螺旋藻和小球藻已作为单细胞蛋白源和饲料添加剂加以应用.本研究表明,15株微藻细胞蛋白含量均在20%以上,达到蛋白质饲料的标准.其中,椭圆小球藻SHOU-F3、针形纤维藻SHOU-F120和小球藻SHOU-F28的蛋白含量分别达43.90%、38.28%和37.35%,可与常用植物蛋白源豆粕(蛋白含量42%~48%)及菜籽粕(35%~38%)相媲美.而且,椭圆小球藻SHOU-F3、针形纤维藻SHOU-F120和小球藻SHOU-F28的细胞中含有丰富的亚油酸(18 : 2n6)和亚麻酸(18 : 3n3)(表 8).亚油酸和亚麻酸是陆生动物及淡水鱼类的必需脂肪酸.因此,利用猪场养殖污水开展椭圆小球藻SHOU-F3、针形纤维藻SHOU-F120和小球藻SHOU-F28的培养以获得饲料蛋白源或饲料添加剂具有潜在的开发价值.本研究中,单生卵囊藻SHOU-F5、肥壮蹄形藻SHOU-F9和四球藻SHOU-F24的蛋白含量分别为35.03%、31.24%和30.73%.而在适宜的光照和温度条件下用f/2培养基培养的单生卵囊藻SHOU-F5、肥壮蹄形藻SHOU-F9和四球藻SHOU-F24的蛋白含量分别为27.61%、25.09%和23.08%.本研究各微藻的蛋白含量均较高,这可能与微藻培养液中氮的水平差异有关.已有的研究表明,培养液中高的氮磷浓度有利于微藻合成蛋白质.养殖污水中的氮磷含量显著高于f/2培养基中的氮磷水平.21世纪,人类面对能源和水资源双重危机和挑战,基于微藻培养的污水深度处理和生物柴油生产耦合系统具有广阔的发展前景.微藻生产生物能源中,利用污水培养产油微藻,既可以利用微藻使污水再生利用,还可以为能源微藻生产生物柴油提供资源,一举两得.概述了微藻深度脱氮除磷技术、微藻生产生物能源的研究现状,并提出了将污水处理工艺和生产工艺耦合的概念,实现污水处理系统从“处理工艺”向“生产工艺”的转化利用二级污水对分离出的淡水栅藻进行摇瓶培养,并和11种高油脂含量的微藻进行比较,结果显示,栅藻对污水有很强的耐受力,生物量能达到0.11 g · L-1,总脂含量为31%~33%,在10 d 培养中,油脂产率最高为0.008 g · L-1 · d-1,并且能有效地去除无机营养物质,总氮总磷去除率达到98%,说明栅藻是耦合污水处理和生产生物柴油的优良藻种.烷基值是影响生物柴油点火性能的关键因素,也影响生物柴油燃烧后的污染物排放水平,高烷基值的生物柴油往往具有较低的氮氧化物排.而微藻生物柴油的烷基值则由微藻脂肪酸组成决定.根据美国生物柴油标准,生物柴油烷基值最低不得低于47,而从本研究中各株微藻脂肪酸甲酯的理论烷基值看,多棘栅藻SHOU-F7、多棘栅藻SHOU-F8、淡水小球藻SHOU-F19和针形纤维藻SHOU-F120的理论烷基值(CN)较高,分别为48.70、47.21、47.66和47.06.因此,利用猪场养殖污水养殖多棘栅藻SHOU-F7、多棘栅藻SHOU-F8、淡水小球藻SHOU-F19和针形纤维藻SHOU-F120用于微藻生物柴油的生产具有较好的可行性.从污水净化耦合微藻生物柴油生产角度考虑,多棘栅藻SHOU-F8是合适的藻株.具体参见污水宝商城资料或更多相关技术文档。

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