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由于环境中氮的任意排放,引发了很多污染问题,如氮、磷的富营养化问题。而且氨对水体生物是有毒的,尤其是对鱼类等高等生物。近几年出现了很多关于污水中氮去除的研究。藻类污水处理系统,不仅运行费用低,占地面积小,而且能很好的实现污水中N和P的深度去除,可以较好的应用到中小城镇污水处理中。然而,藻类污水处理系统中氮的去除还没有得到更详尽的研究,我国也很少有学者进行氮平衡方向的研究。本实验主要研究各种运行工况下钝顶螺旋藻和斜生栅藻对污水中氮、磷及有机物的去除效果;选取最优工况下污水去除效率最高的藻种为最佳藻种,进行藻类去除污水中氮、磷的试验研究分析;在分析中,主要根据水样中TN及藻体中有机氮的变化量来研究藻类污水处理中氮平衡和走向,从而为生活废水N的深度处理和养分再回收利用提供新的技术和实践指导。研究结果表明:(1)通过确定藻类密度与吸光度之间关系实验结果表明:钝顶螺旋藻藻类密度与水样吸光度之间的线性关系式为y=3.749x-0.084(R2=0.9859);斜生栅藻藻类密度与水样吸光度之间的线性关系式为:y=5.3093x-0.0025(R2=0.9933)。同时,钝顶螺旋藻和斜生栅藻的最佳接种时间为第8天和第9天。(2)通过对藻种最佳生长工况实验研究结果表明:钝顶螺旋藻和斜生栅藻处理污水的最佳光照强度为3000lux、光暗比为12h:12h、曝气方式为微曝气。(3)HRT=8d时,钝顶螺旋藻对污水中TN的去除效率为88.75±1.19%,斜生栅藻对污水中TN的去除效率为83.83±0.26%。钝顶螺旋藻和斜生栅藻对污水中NH4+-N的去除效率均近似为100%;钝顶螺旋藻对污水中TP的最终去除效率86.1±2.36%;斜生栅藻对污水中TP的最终去除效率为84.46±3.46%。钝顶螺旋藻和斜生栅藻对污水中TOC去除效果比较差,螺旋藻对TOC的去除效率仅约为14.36%,斜生栅藻对污水中TOC去除率仅约为17.35%。(4)最佳工况下,钝顶螺旋藻处理污水中,DO平均浓度的变化范围为6.79-7.35mg/L之间,pH平均值变化范围为8.34-9.21,温度平均值的变化范围为27.6-28.7℃;斜生栅藻处理污水中,DO平均浓度的变化范围为6.77-7.3mg/L,pH平均值变化范围为7.88-9.02,温度平均值的变化范围为27.5-28.4℃;适宜的温度、pH及DO较适合硝化细菌和亚硝化细菌生长,造成了NO3--N及NO2--N的累计现象的发生。HRT=8d时,钝顶螺旋藻在处理污水的前4d中出现了NO3--N及NO2--N的累计现象;斜生栅藻在处理污水的前5d中也出现了NO3--N及NO2--N的累计现象。(5)最终,钝顶螺旋藻和斜生栅藻对污水中NO3--N的去除浓度要明显低于NO2--N及NH4+-N。钝顶螺旋藻和斜生栅藻对不同氮源的吸收能力不同,其吸收的顺序为:氨氮>硝态氮和亚硝态氮。(6)在低浓度氮磷污水中,钝顶螺旋藻对污水中TN的平均去除率要明显高于斜生栅藻,但是对污水中NH4+-N、NO3--N、NO2--N、TP及TOC的平均去除率均没有显著区别。(7)低氮磷污水中,钝顶螺旋藻的最佳处理时间为第6天,斜生栅藻的最佳处理时间为第5天。(8)最佳工况下,藻类在处理污水过程中先后经历了适应期、对数期和稳定期及衰亡期,污水中各物质含量也随之变化。水样吸光度、浊度值、藻体干重均随时间的延长而呈逐渐升高的趋势,而钝顶螺旋藻中叶绿素a浓度在1~7天随时间延长呈逐渐升高趋势,第8天有所降低,斜生栅藻中叶绿素a浓度在1~8天随时间延长一直呈逐渐升高趋势。(9)最佳工况下钝顶螺旋藻对污水中TN、TP去除效果的实验研究表明:钝顶螺旋藻处理污水的最佳停留时间为12h。(10)最佳处理时间下,钝顶螺旋藻藻体中有机氮含量为100.63mg(/藻体g),有机磷的含量为13.92mg/(藻体g)。藻体中氮含量约占藻体干重的10%,磷含量约占藻体干重的1.4%,氮量含量之比近似为7:1;(11)经氮平衡分析得出结论:钝顶螺旋藻在深度去除污水中氮的过程中,水体中的氮降低了,该部分降低的氮量有近乎接近一半的TN减少量是被藻类吸收用于自身生长,还有一半是在处理污水的过程中存在其他形式的氮转化过程。其中,藻体通过吸收转化为自身组织细胞中有机氮的含量约占TN减少量的52.96%。