固定化新月菱形藻的制备及其对N、P吸收的影响
PDF下载 (683)丁玉惠,黄 晨,陈 锵,尤泽文,蒋霞敏 *,韩庆喜.固定化新月菱形藻的制备及其对N、P吸收的影响[J].宁波大学学报(理工版),2017,30(3):12-18.DOI:
DING Yu-hui,HUANG Chen,CHENG Qiang,YOU Ze-wen,JIANG Xia-min *,HAN Qing-xi.The effect of the immobilized Nitzschia closterium’s preparation on the removal of NH4+-N and PO43--P[J].Journal of Ningbo University(Natural Science & Engineering Edition),2017,30(3):12-18.DOI:
| Title: | The effect of the immobilized Nitzschia closterium’s preparation on the removal of NH4+-N and PO43--P |
| 作者: | 丁玉惠, 黄 晨, 陈 锵, 尤泽文, 蒋霞敏 *, 韩庆喜 |
| Author(s): | DING Yu-hui, HUANG Chen, CHENG Qiang, YOU Ze-wen, JIANG Xia-min *, HAN Qing-xi |
| 关键词: | 新月菱形藻; 固定化; 除去率 |
| Keywords: | NH4+-N; PO43--P; Nitzschia closterium; immobilization; removal rate |
| 分类号: | Q142 |
| 文献标识码: | A |
| 摘要: | 为优化固定化新月菱形藻(Nitzschia closterium)在污水中去氮、磷的效果, 以褐藻酸钠为固定化载体, 采用单因子试验方法, 研究了不同包埋藻细胞密度(0、0.27×107、0.81×107、1.35×107、1.89×107、2.43×107 cells?mL-1), 不同藻球直径(2.5、3.0、3.5、4.0mm), 3% CaCl2溶液不同加固时间(0、1、2、4、6、8h)、不同藻球用量(0、7.5、15.0、22.5、30.0、37.5g?L-1)和不同加固时间下反复使用次数对氮、磷的去除效果. 结果表明: 包埋藻细胞密度为1.35×107 cells?ml-1时单位藻细胞去除NH4+-N和PO43--P的效果较好. 藻球规格对NH4+-N和PO43--P去除效率的影响不显著(P>0.05). CaCl2加固时间2~8h对藻球中藻细胞生长、NH4+-N和PO43--P去除率没有显著影响(P>0.05), 但均显著高于加固1h, 未经加固的藻球极易破损. 藻球投放质量越大, NH4+-N和PO43--P的去除速度越快, 投放量为30g?L-1, 培养9d后, NH4+-N和PO43--P去除率可达80%以上. 固定化藻球反复使用3次以上, 其NH4+-N和PO43--P的去除效率下降. 由此得出: 固定化新月菱形藻球包埋藻细胞密度以1.35×107 cells?mL-1, 藻球直径3.5mm为佳; 藻球制作时在3% CaCl2溶液中加固最佳时间为2h; 藻球用量为30g?L-1; 对藻球定期(9d)进行加固, 有利于增加藻球使用寿命, 并保持其较好的氮、磷去除率. |
| Abstract: | Microalgae Nitzschia closterium, immobilized with sodium alginate, was carried out to explore its removal efficiency of NH4+-N and PO43--P from artificial sewage water. Different algae ball densities (0, 0.27×107, 0.81×107, 1.35×107, 1.89×107, 2.43×107 cells?mL-1), different algae ball size (the diameter of ball being 2.5, 3.0, 3.5, 4.0 mm), different reinforcement time of algal balls with 3% CaCl2 (0, 1, 2, 4, 6, 8 h), different amount of algae balls (0, 7.5, 15.0, 22.5, 30.0, 37.5g?L-1) and repeated use times with different reinforcement time were applied in the single-factor experiment. The results showed that 1.35×107 cells?mL-1 was the best cell density. The growth rate of K value achieved the highest and the removal rate of NH4+-N and PO43--P were the highest when the diameter was 3.5mm. With CaCl2 reinforcing 2h, the algae balls work longer and assimilate much more NH4+-N and PO43--P. The amount of immobilized algae balls and removal rate of NH4+-N and PO43--P were positively related. After nine days’ cultivation, the removal effect reached up to 80% with the dosage being 30 g?L-1. The removal efficiencies of NH4+-N and PO43--P were greatly decreased by the repeated use of immobilized algae balls for more than three times. The study thus optimized the conditions for preparation of immobilized Nitzschia closterium, including the algal cells’ embedded density being 1.35×107 cells/ball, algae balls’ size being 3.5mm, and dosage of algae balls being 30g?L-1, together with CaCl2 reinforcing for 2h. |
| 参考文献 /References: | [1] 钱树本, 刘东艳, 孙军. 海藻学[M]. 北京: 中国海洋出版社, 2005:4-5. [2] MALLICK N, RAI L C. Influence of culture density, pH, organic acids and divalent cationson the removal of nutrients and metals by immobilized Anabaena doliolum and Chlorella vulgaris[J]. World Journal Microbiology & Biotechnology, 1993, 9(2):196-201. [3] DE-BASHAN L E, BASHAN Y. Immobilized microalgae for removing pollutants: Review of practical aspects[J]. Bioresource Technology, 2010, 101:1611-1627. [4] 刘建新. 固定化菌藻对城市污水脱氮除磷效果研究[D]. 秦皇岛: 燕山大学, 2015. [5] 王起华, 张岚翠, 王冰. 固定化藻类细胞去除污水中氮、磷的研究进展[J]. 工业水处理, 2005, 25(6):6-9. [6] 李川, 薛建辉, 赵蓉, 等. 4种固定化藻类对污水中氮的净化能力研究[J]. 环境工程学报, 2009, 3(12):2185- 2188. [7] 严清, 孙连鹏. 固定化与游离态小球藻脱氮除磷对比研究[J]. 能源环境保护, 2008, 22(3):19-24. [8] 邢丽贞, 李飞, 张向阳, 等. 固定化微藻在解决环境问题方面的应用[J]. 水资源保护, 2006, 22(5):9-12. [9] 毛欣欣, 蒋霞敏, 钱鹏. 原绿球藻固定化培养去除NH4+-N的效果[J]. 生态学杂志, 2014, 33(11):3075-3080. [10] 杨芬. 固定化藻细胞对水中Cu(Ⅱ)的吸附研究[J]. 曲靖师专学报, 2000, 19(6):46-48. [11] 徐位镜, 王秀, 秦运铁, 等. 固定化藻菌流态化去除氮磷及有机物的研究[J]. 工业用水与废水, 2009, 40(1): 39-41. [12] 胡文稳. 固定化微生物对原油污染土壤的生物修复[D].青岛: 中国海洋大学, 2010. [13] 雷国元, 范唯, 李媛, 等. 固定化藻膜去除水中氮磷的模拟研究[J]. 生态环境, 2007, 16(4):1166-1170. [14] CANIZARES R O, DOMINGUEZ A R, RIVAS L, et al. Free and immobilized cultures of Spirulina maxima for swine waste treatment[J]. Biotechnology Letters, 1993, 15(3):321-332. [15] TRAVIESO L, BENITES F, DUPEIRON R. Sewage treatment using immobilized microalgae[J]. Bioresource Technology, 2002, 40(2):183-187. [16] 梁晶晶, 蒋霞敏, 江茂旺, 等. 固定化微绿球藻去除NH4+-N、PO43--P效果的研究[J]. 水生生物学报, 2016, 40(5):294-300. [17] 周洪琪, RENAUD S M, PARRY D L, 等. 温度对新月菱形藻、铲状菱形藻和杷夫藻的生长、总脂肪含量以及脂肪酸组成的影响[J]. 水产学报, 1996, 3(20):235-240. [18] 贲月, 陈一明, 刘云国, 等. 聚乙烯醇—海藻酸钠固定铜绿微囊藻对磷的吸附[J]. 环境工程学报, 2013, 7(7): 2563-2568. [19] 胡小玲. HACH DR/2500分光光度计测定水中的氨氮[J]. 环境研究与检测, 2005(3):21; 28. [20] 张玉琳, 王应军, 李伟雨, 等. 固定化斜生栅藻净化畜禽废水中氨氮和磷的影响因素[J]. 环境工程学报, 2015, 9(5):2253-2258. [21] JIMNTNEZ-PEREZ M V, SANCHEZ-CASTILLO P, ROMERA O, et a1. Growth and nutrient removal in free and immobilized planktonic green algae isolated from pig manure[J]. Enzyme and Microbial Technology, 2004, 34(5): 392-398. [22] MORENO-GARRIDO I. Microalgae immobilization: Current techniques and uses[J]. Bioresource Technology, 2008, 99:3949-3964. [23] 杨海波, 张欣华, 刘卫东. 藻类固定化研究进展[J]. 大连大学学报, 2002, 23(6):17-21. [24] 毛文娟. 固定化铜绿微囊藻处理含磷废水及其性能的研究[D]. 长沙: 湖南大学, 2011. [25] 王爱丽, 宋志慧. 固定化铜绿微囊藻对污水的净化及其生理特征变化[J]. 青岛科技大学学报, 2005, 26(5): 398-409. [26] 袁冰, 孙利芹, 侯士昌, 等. 固定化小球藻的制备及对N、P吸收的影响[J]. 海洋环境科学, 2011, 30(6):804- 808. [27] 高鹏, 王应军. 固定化微囊藻对畜禽污水中氮、磷的净化研究[J]. 水处理技术, 2011, 37(11):114-124. [28] 郑莲, 黄翔鹄, 刘楚吾, 等. 微绿球藻固定化培养及其对对虾养殖水质调控[J]. 海洋科学, 2005, 29(6):4-8. |
| 备注/Memo: | 收稿日期: 2017-01-17. 宁波大学学报（理工版）网址: http://journallg.nbu.edu.cn/ 基金项目: 国家海洋公益项目（201305022）; 浙江省公益项目（2015C3204）; 宁波市科技项目（2015C10062）. 第一作者: 丁玉惠（1993-）, 女, 福建建阳人, 在读硕士研究生, 主要研究方向: 藻类与饵料生物培养. E-mail: dingyuhuid@163.com *通信作者: 蒋霞敏（1957-）, 女, 浙江舟山人, 教授, 主要研究方向: .藻类与饵料生物培养 E-mail: jiangxiamin@nbu.edu.cn 宁波大学学报（理工版）网址：http://journallg.nbu.edu.cn/ |
