（环境科学专业论文）藻类对造纸废水中cod的去除效率研究.pdf

硕士学位论文 m a s t e r st h e s i s a b s t r a c t a tp r e s e n t ，t h ed e g r a d a t i o no fc o di nt h ep a p e ri n d u s t r yw a s t e w a t e ri sw i d e l y c o n c e r n e db yt h ew o r l d i ti sv e r yi m p o r t a n tt of i n dae x c e l l e n tt r e a t m e n to ni t t h ec o d d e g r a d a t i o ne f f i c i e n to fd i f f e r e n ta l g a ei nas t r a w - b a s e dp a p e ri n d u s t r yw a s t e w a t e rw a s i n v e s t i g a t e d n ea l g a e i n c l u d eg r e e na l g a e ( s c e n e d e s m u s o b l i q n u s 416 、 c h l a m y d o m o n a sm i c r o s p h a e l l a5 2 、c h l a m y d o m o n a sr e i n h a r d i4 7 9 、c h l o r e l l av u l g a r i s b e i j 31 、c h l o r e l l ap h y r e n o i d o s a9 、p a n d o r i n am o r u m4 6 3 、e u d o r i n as p 3 31 ) ， d i a t o m ( c y c l o t e l l am e n e g h i n i a n ak u t z10 31 、n a v i c u t ai n c e r t a ) ，e u g l e n ai n t e r m e d i a v a r 412 ，e u g l e n ag r a c i l i si d e b s8 4 8 ，c h a e t o c e r o sm u e l l e r i8 6 2 a f t e r18d a y si n c u b a t i o n ， t h ed e g r a d a t i o nb yc m e n e g h i n i a n ak u t z10 31a n dn i n c e r t aw e r et h eb e s ( 8 7 0 9 a n d 8 8 18 r e s p e c t i v e l y ) a n d ，t h ec o m p a r i s o no fd i f f e r e n to fi n i t i a lc o n c e n t r a t i o no fa l g a e ， t e m p e r a t u r ea n di n i t i a lc o n c e n t r a t i o n so fc o d i np a p e ri n d u s t r yw a s t e w a t e rw e r ed o n e ， a n d10 6c e l l s m l 一，2 0 * c a n dm i d d l ec o n c e n t r a t i o n ( 1 5 2 0 m g l ) w e r et h eb e s tc h o i c e a tt h es a m et i m e ，t h ei n f l u e n c eo fe l e m e n ts io nt h ed i a t o md e g r a d i n gc o di na s t r a w - b a s e dp a p e ri n d u s t r yw a s t e w a t e rw a si n v e s t i g a t e d t h er e s u l t ss h o wt h a tt h e e l e m e n ts ih a sn oo b v i o u si n f l u e n c ei nt h i sc o u r s e t h e s er e s u l t si n d i c a t et h a ta l g a e ，e s p e c i a l l yd i a t o m , m a yb eau s e f u lo r g a n i s mi nt h e d e g r a d a t i o no fc o d i np a p e ri n d u s t r yw a s t e w a t e r k e yw o r d s ：a l g a e ；c o d ；p a p e ri n d u s t r yw a s t e w a t e r 硕士学位论文 m a s t e r st h e s i $ 华中师范大学学位论文原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，独立进行研究工作 所取得的研究成果。除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或 集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在 文中以明确方式标明。本声明的法律结果由本人承担。 作者张焉荡荔 吼j 叶疑峙日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权 保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借 阅。本人授权华中师范大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进 行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。同时授权 中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到中国学位论文全文数据库，并通 过网络向社会公众提供信息服务。 作者签名：焉弓易 日期：叫年多月u 日 ：搠导师签名：臼彳 喊尹月n 本人已经认真阅读“c a l i s 高校学位论文全文数据库发布章程”，同意将本人的 学位论文提交“c a l i s 高校学位论文全文数据库 中全文发布，并可按“章程”中的 规定享受相关权益。园耋途室瑾变压溢卮! 旦坐生；旦= 生；旦三生筮鱼! 作者签名：焉葛茏 日期：鼻多月v 日 孙张伽鄯 嘲川产幻厂日 硕士学位论文 m a s t e r st h e s i s 第一部分文献综述 1 造纸废水中c o d 的污染概况及治理难点 1 1 造纸废水中c o d 的污染概况 造纸工业废水作为环境的主要污染源，现在美国已将其列为五大公害之一，在 日本已被列为六大公害之一【。丽在我国这种情况更为严重，目前我国造纸工业污 水排放量约占全国排污总量的1 0 - - - 1 2 ，其中排放的造纸废水中的化学耗氧量( c o d ) 约占全国排放总量的4 0 , - - - , 4 5 ，居第一位【2 1 。“十一五”期间，环境保护工作的重 点之一是深化工业污染防治，而造纸行业则是污染防治的重中之重p j 。 造纸废水是一种典型的高污染、高耗氧、难生化降解的有机废水，所排的造纸 废水的排放量和主要污染物，如c o d 等，因造纸原料及造纸工艺的不同而有所不同 1 4 】。造纸废水中的c o d 含量非常高，是水污染的主要污染源。我国的造纸企业数量 非常多，不仅规模小、技术装备滞后，且其中大多使用草类为造纸原料，污染状况 堪忧【5 1 。造纸工业废水严重污染了环境，已成为我国废水控制的第一对象，亟待解决。 因此寻找符合国情的造纸废水综合处理技术，将对保护环境，发展我国造纸业具有 重大意义。 1 2 治理造纸废水中c o d 的难点 目前，我国处理造纸废水中c o d 存在的主要问题是对造纸废水中木质素的去 除效果差【6 l 。木质素大量存在于造纸废水中，降低了废水的可生化性，使得造纸废 水中c o d 的去除效果差且成本高【6 。8 1 。因此，木质素是解决问题的根本所在。 木质素被发现于十九世纪，但迄今为止，对于木质素的结构还未无完全掌握 【9 ，1 0 1 。木质素的的形式存在会根据造纸工艺的不同而不同，造纸工艺通常分为碱法 制浆造纸和酸法制浆造纸。 1 2 1 碱法制浆 碱法( 或硫酸盐法) 制浆【1 2 1 是将强碱( 或强碱、硫化钠和硫酸钠) 与木材等造纸原 料一起蒸煮，木质素因含有酚羟基而溶解在碱液罩形成黑液，此类木质素称为碱液 木质素，或碱木素。 1 2 2 酸法制浆 酸法制浆工艺【13 】是用含有游离亚硫酸的钙、镁等酸性亚硫酸盐溶液，在1 3 0 - - 硕士学位论文 m a s t e r st h e s i s 1 4 0 c n 热蒸煮碎木，木质素被磺化为可溶于水的磺酸盐，纤维素则析出，纤维素 被滤出的过程，酸法制浆得到的木质素叫做酸性木质素或木质素磺酸盐。 2 处理技术 降低造纸废水中的c o d 是造纸废水治理的一个重要目标。在治理水平上，我国 与欧美日等发达国家存在很大差距，这些国家掌握了较为完善的厂内外废水处理技 术，造纸废水污染基本上得到了控制1 4 1 ，而我国仍处于摸索阶段。迄今为止，已有 多种方法应用于造纸废水中c o d 的处理，大致可分为物理方法、化学方法以及生物 方法。 2 1 物理方法 2 1 1 气浮法 气浮法的工作原理【1 5 1 是将空气加压使之溶解于水中，在常压下，空气因饱和而 溢出、形成无数个微小气泡上浮，加入絮凝剂使得纤维适时地粘附于气泡上，通过 固液分离技术而达到净化水质的过程【15 1 。 王双飞等【1 6 j 采用了j m 匝超效射流气浮系统对造纸工业废水进行处理，结果表 明，经此系统处理后的废水再通过砂滤池过滤后，c o d 的浓度为5 0 6 5 m g l 。 2 1 2 沉淀法 沉淀法能适应造纸废水的高污染负荷，尽管可以作为一级处理，但存在去除率 偏低这个难以解决的问题【1 7 1 。 姚淑华等利用高锰酸钾预氧化一混凝沉淀法对制浆造纸废水进行处理，得到 了较好的处理效果，c o d 的去除率可达8 8 9 4 ，但需增加氧化反应设备才可实现 对制浆造纸废水进行有效处理。 2 2 化学方法 2 2 1 凝聚法 凝聚法是指将凝聚剂加入到沉淀池或是气浮池的进水中，充分搅拌，经过一系 列的电化学及物理化学过程，使带电荷的有机胶体离子通过架桥，凝聚沉淀下来， 再对废水进行固液分离的过程，但此方法需与其他方法结合使用【1 9 1 。 - q + 鸥等( 2 0 】利用凝聚法处理造纸废水后，c o d 的去除率可达8 5 以上，且处理 后的出水水质较好。 2 2 2 氧化法 氧化法是指利用氯、c 1 0 2 、0 3 、h c l 0 4 等化学氧化剂的氧化性质，在一定条件 2 硕士学位论文 m a s t e r s1 - h e s i s 下降解废水污染物或者改变废水污染物的化学结构，进而去除或降低废水污染物对 环境污染的过程2 1 1 ，同时，还存在高级氧化法的概念f 2 2 】。但处理成本较高是对这一 技术推广的很大障碍【2 l 】。 吴忆宁等【2 3 j 的研究表明臭氧在去除造纸废水中有机污染物的同时还增加废水 的可生化性，这有利于后续处理的进行，但臭氧很不稳定，极易分解，在实验和生 产中需边生产边使用且其氧化性没有选择性。 任朝华1 2 4 利用絮凝一纳米t i 0 2 光催化氧化法对造纸废水进行了处理，研究并讨论 了各种因素对c o d 去除率是否有影响，结果表明，造纸废水中的c o d 去除率可达到 9 5 以上。 2 3 生物方法 生物处理技术是指废水中的有机物作为微生物的营养底物被分解为稳定的无 机物或者合成细胞内的细胞质而使废水得到净化的过程【2 5 1 。根据微生物的种类，可 将生物处理技术分为好氧生物法、厌氧生物法和兼性生物法。 2 3 1 序批式活性污泥法 s b r ( s e q u e n c i n gb a t c hr e a c t o r ) 是一种间歇操作的活性污泥法，在我国通常被称 为序批式活性污泥法，我国是在上个世纪9 0 年代初才开始投入使用的，此方法是将 进水、反应、沉淀、排水及闲置等五个工序集于在一起，于一个反应器中进行，周 期性地完成对污水的处理1 2 5 j 。 颜尚华等【2 6 1 制浆蒸煮黑液经酸析木质素后，直接通过s b r 系统处理可使c o d 的 去除率达至1 j 5 4 1 5 - 6 3 ，而将上述黑液先由内电解预处理再进入s b r 系统处理可 使c o d 去除率提高为7 1 - - - - 7 7 ，同时，本实验亦验证了内电解能够显著降低不可 生化降解的c o d 浓度并以此来提高c o d 降解速率常数。 2 3 2 循环式活性污泥法 循环式活性污泥法简称c a s t ( c y c l i ca c t i v a t e ds l u d g et e c h n o l o g y ) 以序批的曝 气一非曝气方式间歇运行，属于s b r 工艺的一种变型，其投资和运行费用低，操作 灵活稳定，c a s t 运行过程的控制一般由可编程序控制器( p l c ) 来进行，可根据进水 c o d 浓度来调整1 2 川。 m 。c g o r o n s z y 等1 2 8 】利用c a s t 工艺方法对可生化性相对较好的废水进行了为 期四个月的中试实验，在整个试验过程中，c o d 的去除效率在进水c o d 浓度较低时 达到8 0 左右，在进水c o d 浓度较高时达9 0 以上。 硕士学位论文 m a s t e r st h e s i s 2 3 3 上流式厌氧污泥床 上流式厌氧污泥床( u pf l o wa n a e r o b i cs l u d g eb l a n k e t ，简称u a s b ) 反应器是目 前应用最为广泛的高速厌氧反应器，该技术在我国已得到了实际的推广应用，此反 应器有3 个较为突出的工艺特点，即污泥颗粒化、良好的自然搅拌作用和三相分离 器【2 9 1 。 王静霞等【3 0 】对山杨高得率- 浆( c t m p 、a p m p ) 废水采用上流式厌氧污泥床( u a s b ) 处理c o d 时，能得到较好的净化效果，且处理系统较稳定。 殷承启等f 3 1 谰上流式厌氧污泥床叫a s b ) 处理二次纤维造纸废水，当废水初始 c o d 浓度为l1 0 0 m g l ，水力停留时间为4 4 3 h ，容积负荷c o d 约为6 0k g ( m 3 d ) 且 系统运行稳定时，造纸废水中c o d 的去除率可达9 0 以上。 2 3 4 白腐菌 白腐菌是一类担子菌，能降解天然木质素 3 2 j 。当处于木素降解态时，白腐菌菌体 会产生过氧化物酶系( p e r o x i d a s e ，p o ) 3 3 , 3 4 ，p 0 可利用h 2 0 2 和专一底物产生专一自 由基，使易受自由基攻击的木质素发生氧化和降解，进而增加了水体的可生化性1 3 引。 但此类微生物生长需要高浓度的葡萄糖，这在应用过程中是一个很大的缺陷【3 6 - 3 9 1 。 徐海娟等【3 9 】设计了一种适合于白腐菌( p h a n e r o c h a e t ec h r y s o s p o r i u m ) 处理漂白 废水的活性炭一化学纤维固定膜反应器，其对c o d 的去除率在5 0 以上。 李朝霞等【删分别采用固定化白腐菌和悬浮念白腐菌在不同接种量下对造纸废 水进行降解，并对降解过程中的白腐菌生长量、c o d 浓度等废水指标进行了测定， 得出固定化白腐菌具有更好的处理造纸废水的潜力。 2 3 5 膜处理法 膜处理技术是近年来水处理领域的一个研究热点，尤其是在生物难降解的有机 废水领域内，由于膜上可以富积大量难降解有机物分解菌及硝化菌等增殖速度慢的 微生物，且这些微生物与有机物的接触时间大大多于水力停留时间，从而提高了难 降解有机物的去除斛4 。其中，膜生物反应器( m e m b r 锄eb i o r e a c t o r ，简称m b r ) 是最 具效率的膜处理技术，其主要是由模组件( m f 、u f 或n f ) 与生物反应器相结合的一 个生化反应系统【4 2 , 4 3 1 。 管运涛博士等1 4 4 1 采用两相厌氧膜生物系统处理造纸废水( 稀释的黑液) ，膜组件 为外压式0 1 “mm f 孔径聚丙烯中空纤维膜，生物反应器温度( 3 5 + 0 5 ) ，进水 c o d = 1 5 0 0 m g l 时，m b r 系统对造纸废水中c o d 的去除率可达7 3 1 。 3 藻类处理废水中c o o 的研究进展 藻类可以用做多种用途，在上个世纪五十年代末，藻类就开始被用于废水处理中 4 、， 硕士学位论文 m a s t e r st h e s i s 【4 5 1 ，并在一系列假定的基础上对藻类在废水中的生长情况进行了研究 4 6 1 。j o s e p hv 等h 7 】通过对于海洋藻的数量分析，可以得出有多少过量的营养物质被排入到水体 中，同时发现藻类还可以减少污水中的c o d 浓度。此外，除了不会造成环境破坏， 在干旱地区或是缺水期，藻类还可以进行重复利用【4 8 l 。藻类作为一种污染性小，易 于获得且实际应用条件不高的处理方法，目前正为广大学者所关注。 3 1 氧化塘 氧化塘是靠低等植物藻类和菌类的生长繁殖来去除污水中的有机物，因此藻类 和菌类的数量、种类都会影响氧化塘对污水的处理效果，提高氧化塘的处理效率， 加强大气复氧是必须的，同时还要合理地控制水温以保证藻类及菌类的正常生长， 另外还要对进水口进行严格的控制，以防止有毒、有害于藻类及菌种生长繁殖的物 质进入到氧化塘中一l 。 赵崇禄等【5 0 1 采用氧化塘一物化法处理造纸黑液，取得了非常好的处理效果，c o d 的去除率达至t j 9 7 0 2 ，处理后的废水水质已达到了g b 3 5 4 4 9 2 造纸工业水污染物 排放标准i i 级标准。 徐亚东等【5 l j 的造纸废水人工湿地塘床处理系统的工艺流程是，造纸废水首先经 过一系列地物理方法进行预处理后，进入氧化塘系统，加压，然后进入到芦苇人工 湿地系统进行深度处理，系统对特征污染物指标c o d 等具有较高的去除率。 t r a v i e s ol 等【5 2 】利用微藻类氧化塘方法对酿酒厂排出的废水进行微生物的前处 理，以降低此废水中的有机物负荷，研究发现，通过微藻类氧化塘的进出水比为1 0 ：1 ， 水力停留时间为1 l 天时，c o d 的去除率为8 3 2 。 l ix u d o n g 等【5 3 】将被污染的太湖水通过高效的氧化塘，结果表明，藻类的生长 对排出污水中的c o d 浓度有很大影响，但对不溶解c o d 的浓度影响不大，c o d 的平均去除率为7 0 左右。 3 2 藻类与菌类相结合的处理方法 在利用藻类方法处理废水时，很多时候都会根据藻种的不同加入某些特定的菌 种来提高处理效果。同时，微藻与菌种之间种群变化可以在一定程度上体现了水体 的净化程度1 5 4 j 。 w u y o n g - h o n g 等【5 5 】利用藻类一菌类生物膜方法处理富营养化水体，将生物膜富 集于由改良的高分子材料构成的人工草甸上，将草甸投入到水体中，1 1 天后c o d 浓度降低到原来的8 ，具有很好的处理效果。 g o n z a l e zc 等【5 6 j 观察到浓缩动物饲料操作系统在实际操作中会有饲料流失现 象，而这些营养物质最终会流入水体中，造成了水体污染，与传统方法不同，作者 5 硕士学位论文 m a s t e r st h e s i s 采用了微藻( 绿藻c h l o r e l l as o r o k i n i a n a ) 一菌类( 取自活性污泥中) 的混合系统，以c o d 为2 0 0 0 m g l 的养殖废水来培养，当c o d 的去除率达到7 5 时，系统内形成了稳定 的生物膜，再用此系统来处理被饲料污染的废水，但结果发现c o d 的去除效果较 低，但从经济方面考虑，此方法仍具进一步研究的价值。 m a t t am e1 5 7 1 选取裸藻( e u g l e n as a n g u i n e ) ，衣藻( c h l a m y d o m o n a sr e i n h a r d i ) ，颤 藻属( o s c i l l a t o r i al i m n e t i c a ) 和菱形藻属( n i t z s c h i al i n e o r i s ) 等几种藻种与特定的细菌 结合来处理造纸废水( 埃及g i z a 地区的z e i n e i n 污水处理厂) 中的c o d ，以年为周 期连续操作，研究发现，c o d 的去除率在夏季为6 1 1 l ，而在秋季相对较低，为 5 3 2 3 。 3 3 藻类单独处理技术 藻类单独应用于废水处理中，较之静1 ，4 2 方法比较，所需的生长繁殖条件更 易得到满足，操作更为简单且成本低廉。藻类对造纸废水中的c o d 、色度等可以进 行有效去除，此外，藻类可以代替真菌来去除造纸废水中的色度【5 蹦3 1 。 l e e 等【删将混合藻加入到牛皮纸造纸废水中，在室温、自然或人工光照的条件 下培养5 0 天，研究发现，混合藻类对造纸废水中色度有5 0 - 8 0 的去除效率。d i l e k 【6 l 】等以纤维纸浆造纸废水进行批量实验，混合藻类可以在3 0 天内将色度降低为原色 度的8 0 。 e s r a 掣7 i 】采集了氧化塘中的混合藻种( 包括硅藻、绿藻、裸藻及鞭毛藻) ，对牛皮 纸造纸废水中的c o d 进行了去除实验，研究发现，混合藻类对造纸废水中c o d 浓度 去除率在5 8 左右，同时，改变理化条件，如光照、造纸废水中c o d 的初始浓度等， 也会使得藻类对造纸废水中的c o d 去除率改变。 4 本文研究的目的、内容和意义 目前造纸工业废水中c o d 的处理问题是我国乃至世界各国普遍关注的问题，找 到找到一种操作简单，成本低且处理效果好的处理方法是解决问题的关键所在。本 文在前人研究的基础上f 5 5 川】，选择了微藻作为处理方法，并研究了不同的初始藻浓 度、不同的培养温度及不同初始c o d 浓度的造纸废水对微藻c o d 去除率的影响。 与此同时，由于选择了硅藻作为不同理化条件下的实验藻种，本文还研究了s i 元素 的加入与否及加入s i 元素的浓度大小是否会影响硅藻的生长及其对造纸废水中 c o d 的去除效率。上述结果为进一步研究造纸废水的藻类处理工艺奠定了基础。 6 硕士学位论文 m a s i e r st h e s i s 1 材料和仪器 1 1 实验用藻种和造纸废水 第二部分实验部分 试验藻种包括绿藻( 栅藻s c e n e d e s m u so b l i q n u s4 1 6 、小球衣藻c h l a m y d o m o n a s m i c r o s p h a e l l a5 2 、莱因衣藻c h l a m y d o m o n a sr e i n h a r d i4 7 9 、普通小球藻c h l o r e l l a v u l g a r i s 晚 3 1 、蛋白核小球藻c h l o r e l l ap h y r e n o i d o s a9 、实球藻p a n d o r i n am o r u m 4 6 3 、空球藻e u d o r i n as p 3 3 1 ) ，硅藻( 小环藻c y c l o t e l l am e n e g h i n i a n ak u t z1 0 3 1 、舟 型藻n a v i c u l ai n c e r t a ) ，中型裸藻e u g l e n ai n t e r m e d i av a r 412 ，纤细裸藻e u g l e n a g r a c i l i s 肌加8 4 8 ，牟氏角刺藻c h a e t o c e r o sm u e l l e r i8 6 2 ( 海洋硅藻) 。其中，淡水硅 藻培养基为d 1 培养基；绿藻培养基为s e 培养基；裸藻培养基为e u g l e n a 培养基； 海洋硅藻使用8 51 培养基。所有藻种及培养基配方均来自中科院武汉水生生物研 究所。牟氏角刺藻于2 0 - a ：2 c ，光暗比为1 2 ：1 2 ，光强2 0 0 0 , e m - 2 s 。条件下培养；其 它藻类在2 0 a ：2 c ，2 4 h 光照，光强2 0 0 p e m - 2 s 。条件下培养。 实验采用的造纸废水采自武汉晨鸣造纸厂。 1 2 藻类培养基 d 1 培养基： n a n 0 30 12 9 ；k 2 h p 0 4 3 h 2 00 0 4 9 ；m g s 0 4 7 h 2 00 0 7 9 ；c a c l 2 2 i 2 00 0 2 9 ； n a z s i 0 3 9 h 2 00 1 9 ；k h 2 p 0 40 0 8 9 ：n a c l0 0 1 9 ；m n s 0 4 4 h 2 00 0 0 2 9 ； s o i le x t r a c t2 0 m l ；f e r r i cc i t r a c t ( 柠檬酸铁) 1m l ；a 5s o l u t i o n lm l ： d i s t i l l e dw a t e r9 9 6 m l s o i le x t r a c t ( 土壤提取液) 配置方法： 取花园土未施过肥o 5 k g 置于烧杯或三角瓶中，加入蒸馏水1 0 0 0 m l ， 瓶口用透气塞封口，在水浴中沸水加热2 小时，冷却数小时，在无菌 条件下过滤，取上清液，将灭菌蒸馏水加入上清液至总体积1 0 0 0m l 。 土壤提取液保存在4 0 c 冰箱内备用。 a 5s o l u t i o n ： h 3 8 0 32 8 6m g ；m n c l 2 。4 h 2 0l81m g ；z n s 0 4 7 h 2 02 2m g ； c u s 0 4 5h 2 0 7 9m g ；( n h 4 ) 6 m 0 7 0 2 4 4 h 2 03 9r a g ； d i s t i l l e dw a t e r 10 0 m i ， 7 硕士学位论文 m a s t e r st h e s i s s e 培养基： n a n 0 3o 2 5 9 ；k 2 h p 0 4 h 2 00 0 7 5 9m g s 0 4 7 h 2 0o 0 7 5 9 ；c a c l 2 2 h 2 00 0 2 5 9 ； k h 2 p 0 40 1 7 5 9 ；n a c l0 0 2 5 9 ；f e c l 3 。6 h 2 0o 0 0 5 9 ； s o i le x t r a c t4 0 m l ：f e _ 一e d l a1m l ；a 5s o l u t i o nlm l ；d i s t i l l e dw a t e r9 5 8 瑚l l a 5s o l u t i o n ：同d 1 培养基。 f e - 一e d l - ： n a e e d t al g ；f e c h 6 h 2 08 1 m g ；h c i ( 0 1 n ) 5 0 m l ；d i s t i l l e dw a t e r5 0 m l e u g l e n a 培养基： c h 3 c o o n a 3 h 2 00 1 m g ；牛肉浸膏( b e e f e x t r a c t ) o 1 m g ；c a c l 2l m g ； 胰蛋白胨( t r y p t o n e ) 0 2 m g ；酵母提取物( y e a s te x t r a c t ) 0 2 m g ； d i s t i l l e dw a t e r10 0 m 1 8 5 1 培养基： n a c l 10 0 m g ； m g s 0 4 7 h 2 0 12 3 2 m g ；n a h c 0 3 4 2 m g ： c a c l 2 2 h 2 0 3 3 m g ；f e c l 3 6 i - 1 2 00 0 4 li n g ；k n 0 35 0 5 m g ；k h 2 p 0 42 0 7 m g ；n a 2 一e d t a 0 18 m g ；a 5 一s o l u t i o nl m l ；海水9 9 m l 1 3 试剂 培养基及实验过程中所用的试剂均为分析纯。 1 4 主要实验仪器 l r h 2 5 0 gi i 微电脑控制光照培养箱 r x z 智能型人工气候箱 n i k o ne 6 0 0 多功能生物显微镜 l o v i b o n d 公司的p c c h e c k i tc o dv a r i o 及t u b et e s tl r ( 0 - 。15 0 0 m g l ) 2 方法 2 1 不同藻类对造纸废水c o d 的去除效率研究 将l m l 培养至对数期的藻液接种于1 0 0 m l 造纸废水中，置于人工气候箱( 2 0 。c ， 光强2 0 0 “e m - 2 s ，光暗比1 2 ：1 2 ) 中静置连续培养1 8 天，并分别与接种后的第l 、2 、 4 、7 及1 8 天取样，采用采用l o v i b o n d 公司的p c c h e c 娜c o dv a r i o 及t u b et e s t l r ( 0 1 5 0 0 m g l ) 进行c o d 测量。空白对照不加入藻液，阴性对照为向l o o m l 造 8 f ； 硕士学位论文 m a s t e r st h e s i s 纸废水中加入相应的藻类培养基l m l 。 2 2 不同初始浓度的藻类对造纸废水c 0 1 ) 的去除效率研究 选取了去除效果较好的栅藻、实球藻和舟型藻，将对数期的藻液分别用相应的 培养基稀释至1 0 4 、1 0 6 、1 0 8c e l l s m l ，各取l m l 藻液分别接种于1 0 0 m l 造纸废水 中，培养方法同2 。1 ，分别与接种后的第1 、2 、7 、1 2 及1 8 天取样，进行c o d 测 量，方法同2 1 。 2 3 不同温度条件下藻类对造纸废水中c o d 的去除效率研究 将对数期的舟型藻藻液用相应的培养基稀释至1 0 6 c e l l s m l 一，取l m l 藻液接 种于1 0 0 m l c o d 浓度为1 5 2 0 m g l 造纸废水中，分别于1 3 、2 0 、2 7 不同的 温度下进行培养，其他培养条件同2 1 ，分别与接种后的第1 、2 、7 、1 2 及1 8 天 取样，进行c o d 测量，方法同2 1 。采用显微直接计数法进行计数，观察舟型藻 的生长状况。 2 4 藻类对不同初始c o d 浓度的造纸废水中c o d 去除效率研究 将对数期的舟型藻藻液用相应的培养基稀释至1 0 6 c e i l s m l - 1 ，取l m l 藻液接种 于1 0 0 m lc o d 浓度分别4 6 1 、1 5 2 0 、3 4 9 2 m g l 造纸废水中，其他培养条件同 2 1 ，分别与接种后的第1 、2 、7 、1 2 及1 8 天取样，进行c o d 测量，方法同2 1 。 采用显微直接计数法进行计数，观察舟型藻的生长状况。 2 5s i 元素对藻类处理造纸废水中c o d 去除效率的影响研究 将对数期的舟型藻藻液用相应的培养基稀释至1 0 6 c e l l s m l ，取l m l 藻液接种 于1 0 0 m lc o d 浓度为1 5 2 1 m g l 造纸废水中， 并在其中加入n a 2 s i 0 3 溶液，使s i 浓度增大到原有s i 浓度的1 0 、1 0 2 、1 0 3 倍，设置不加s i 的空白对照，其他培养条 件同2 1 ，分别与接种后的第l 、2 、7 、1 2 及1 8 天取样，进行c o d 测量，方法同 2 1 。采用显微直接计数法进行计数，观察舟型藻的生长状况。 3 结果与分析 3 1 不同藻类对造纸废水c o o 的去除效率研究结果 所有藻种在处理造纸废水1 8 天后对造纸废水中的c o d 的去除效率，如表l 所 示。不同藻种在处理造纸废水中c o d 的变化趋势，如图1 ， 由表1 可见，至第1 8 天时，绿藻、裸藻、硅藻( 包括海洋硅藻) 都对造纸废 水中c o d 的去除有一定的作用，其中绿藻的去除率在5 5 7 6 7 6 6 5 之间，以栅藻 9 硕士学位论文 m a s t e r st h e s i s 和实球藻的处理效果最好：中型裸藻及纤细裸藻的去除率分别为5 4 0 9 和7 5 3 7 ， 处理效果的差距较大；而硅藻门中，舟型藻和小环藻的处理效果均很好，都超过其 它藻类1 0 以上，但与淡水硅藻类相比，海洋硅藻牟氏角毛藻的去除率较低，只有 6 8 6 7 。所有藻类对造纸废水中c o d 的去除均与相应的阴性对照组具有极显著差 异( p o 0 5 ) 。 1 0 表l 不同藻类对造纸废水中c o d 的降解效果 t a b l e1t h er e s u l t so fd i f f e r e n ta l g a eo nt h ed e g r a d a t i o no fc o d i nt h ep a p e r i n d u s t r yw a s t e w a t e r j 、 西 e 0 o 0 t i m e d a y - 4 - 接藻 - k - 舟型藻 - 4 1 - 小环藻 - 4 - 实球藻 + 纤细裸藻 廿空白对照 由d 1 m e d i u r n 瞬性对照 - s em e d i u m e - e u g l e n a m e d i u m 阴性对照 图1 造纸废水中c o d 的变化趋势 f i g 1t h ec h a n g eo nc o di nt h ep a p e ri n d u s t r yw a s t e w a t e r t i m e d a y 图2 不同初始浓度的栅藻对造纸废水中c o d 的去除率 f i g 2t h ec o dd e g r a d a t i o no f d i f f e r e n ti n i t i a lc o n c e n t r a t i o n so fs o b l i q n u s4 1 6 1 2 一西edoo o 、 j 、 西 e _ ， 口 o o t i m e d a y t i m e o i a y 图3 不同初始浓度的实球藻对造纸废水中c o d 的去除率 f i g 3t h ec o dd e g r a d a t i o no f d i f f e r e n ti n i t i a lc o n c e n t r a t i o n so frm o r l l l h4 6 3 o j 、 c 硌 e - ， o o o t i m e d a y 图4 不同初始浓度的舟型藻对造纸废水中c o d 的去除率 f i g 4t h ec o dd e g r a d a t i o no f d i f f e r e n ti n i t i a lc o n c e n t r a t i o n so fn i n c e r t a 1 3 3 3 不同温度条件下藻类对造纸废水中c o d 的去除效率结果 舟型藻在不同温度下对造纸废水中c o d 的去除效率见图5 ， j 、 西 e 口 o u 1 3 m e d a y 图5 舟型藻在不同温度下对造纸废水中c o d 的去除率 f i g 5t h ec o dd e g r a d a t i o no f n i n c e r l ao nd i f f e r e n tt e m p e r a t u r e 晕 藏 蓑 蛰 篾 囊 t i m e d a y 图6 舟型藻在不同温度下的藻浓度对数值曲线 f i g 6t h el o g a r i t h mv a l u eo fn i n c e r t ao nd i f f e r e n tt e m p e r a t u r e p s ：1 表示1 3 。c 下舟型藻藻浓度对数值：2 表示2 0 c 下舟型藻藻浓度对数值； 1 4 硕士学位论文 m a s t e r st h e s i s 3 表示2 7 4 c 下舟型藻藻浓度对数值 不同温度条件下，舟型藻在处理造纸废水中c o d 过程中的生长情况，如图6 所示，结合图5 可知，舟型藻对造纸废水中c o d 的处理效果在不同温度不同时间 不尽相同，但在1 8 天时，以温度为2 0 。c 时的处理效果最佳。但需要指出的是，统计 学分析表明不同温度下舟型藻的c o d 去除率均无显著差异性( p 0 0 5 ) 。 结合图6 可知，在1 3 。c 、2 0 。c 及2 7 。c ：种温度下，1 8 天后，舟型藻的藻浓度 达到1 0 6c e l l s m l - 1 。尽管三种温度下舟型藻的藻浓度有所不同，但彼此之间并无显 著差异性( p 0 0 5 ) 。 3 4 藻类对不同初始c o d 浓度造纸废水中c o d 的去除效率研究结果 舟型藻对不同初始浓度c o d 的造纸废水中c o d 的去除效率见图7 ，舟型藻在 处理不同初始c o d 浓度的造纸废水过程中的生长情况，如图8 所示， _ _ i 丘盘f 2：弱乏 弓 乏勇 _ _ 一 一 荨： 衄c 嘞圣 日 乏 男 妻 ：i i i l _ _ i i i i i _ 一 一 。一 。一 。一 。一 。i 一 莘：i m l e 暑盖；鞫 ， 一 爿o 妻 r = 一 ： 日 乏 ：! 一 =一= = ： j _ li 一 彰 盏i - 一 一 二 l _ 一 一 = 一 l _一 = i - 一 一 l i 一 詈 彰 冒 “= ： = 盘 。_ 三 ；： 。- - ；： i 三 鼻： o _ l c - 三 ：= = ： 。 ：i ： 三 彰 i _ l ：= = ： 。- c 一 三 = ：= ： i i ： l i ：i ： 三 ；： 。i _ c 一 划 。i _ _ 271 21 8 t i m e d a y 图7 舟型藻对造纸废水中不同初始浓度c o d 的去除率 f i g 7t h ec o dd e g r a d a t i o no f n i n c e r t ao nd i f f e r e n ti n i t i a lc o n c e n t r a t i o n so f c o di np a p e ri n d u s t r yw a s t e w a t e r 结合图7 可知，舟型藻对不同初始c o d 浓度的造纸废水的处理效果在不同时 间不尽相同，但在1 8 天时，以造纸废水中初始c o d 浓度为中浓度( 1 5 2 0 m g l ) 时的 1 5 7 7 爿引 峨里洲e 同悃| | | | 暇术叫删到州刚| | | | | | 处理效果最佳。但需要指出的是，统计学分析表明舟型藻对造纸废水中不同初始浓 度c o d 的去除率并无显著差异性( p o 0 5 ) 。 t i m e ，d a y 图8 舟型藻在不同初始c o d 浓度的造纸废水中的藻浓度对数值曲线 f i g 8t h el o g a r i t h mv a l u eo f i n c e r t ai nd i f f e r e n ti n i t i a lc o n c e n t r a t i o n so f c o di np a p e ri n d u s t r yw a s t e w a t e r p s ：1 表示舟型藻在c o d 浓度为4 6 1 m g l 的造纸废水中的藻浓度对数值； 2 表示舟型藻在c o d 浓度为1 5 2 0 m g l 的造纸废水中的藻浓度对数值； 3 表示舟型藻在c o d 浓度为3 4 9 2 m g l 的造纸废水中的藻浓度对数值 结合图8 可知，舟型藻在处理不同初始浓度c o d 的造纸废水过程中，1 8 天后， 藻浓度都可超过了10 6c e l l s - m l 一，其中在高浓度( 3 4 9 2 m g l ) 造纸废水中，舟型藻藻 浓度达到了1 0 7c e l l s m l 。尽管如此三种浓度下舟型藻的藻浓度之间并无显著差异 性( p 0 0 5 ) 。 3 5s i 元素对藻类处理造纸废水中c o d 去除效率的影响研究结果 加入不同浓度的s i 元素对舟型藻处理造纸废中c o d 的去除效率影响结果如图9 所示，加入不同浓度的s i 元素对舟型藻的生长状况的影响结果，如图1 0 所示， 结合图9 可知