微藻固定化条件优化及其污水氨氮去除潜力分析

来源：环境科学杂志2019年第1期北京时间：

作者：刘祥,王婧瑶,吴娟娟,彭飞,王凯军

单位：清华大学环境学院, 环境模拟与污染控制国家重点联合实验室, 北京 100084,清华大学环境学院, 环境模拟与污染控制国家重点联合实验室, 北京 100084,清华大学环境学院, 环境模拟与污染控制国家重点联合实验室, 北京 100084,清华大学环境学院, 环境模拟与污染控制国家重点联合实验室, 北京 100084,清华大学环境学院, 环境模拟与污染控制国家重点联合实验室, 北京 100084

摘要：微藻污水处理被视为新概念引领下极具潜力的一项绿色技术，然而，微藻分离与采收一直是限制其大规模应用的瓶颈.本研究立足于固定化技术，以斜生栅藻（Scenedesmus obliquus）为研究对象，采用响应曲面法（RSM）耦合Box-Behnken设计，以固定剂浓度、交联剂浓度和交联时间为自变量，以藻球的机械强度、传质速率和生长速率为响应值，对固定化的过程参数进行优化，制备性能最优的固定化藻球；并探索和分析藻球对氨氮（NH₄+-N）去除的最佳条件及其潜力.结果表明，固定剂浓度、交联剂浓度和交联时间分别为5%、2%和16 h为制备固定化藻球的最优条件，且包埋密度为1×106 cells·mL-1，有机物（COD）浓度为300 mg·L-1时，藻球混合培养去除NH₄+-N的能力最强；此外，固定藻对高浓度NH₄+-N的去除潜力显著优于自由藻，当初始浓度约为50和70 mg·L-1时，固定藻混合培养5 d后NH₄+-N去除率分别为（96.6±0.1）%和（65.2±4.5）%，而初始浓度约为30 mg·L-1时，自由藻优势明显，3 d后NH₄+-N去除率高达（97.8±0.6）%；但异养条件下固定藻对NH₄+-N的去除率整体偏低且随浓度增加而降低，当初始浓度约为30 mg·L-1时，去除率仅为（49.0±3.1）%.本研究为污水可持续处理提供了新思路，为资源回收提供了新途径，更为该技术推广应用奠定了较好的理论基础.

关键词：斜生栅藻,固定化,响应曲面法,氨氮,混合培养,