基于废水培养微藻及微藻资源化利用的研究

综述了不同的微藻培养体系对废水的修复能力、微藻在废水处理中的应用、废水处理后微藻的回收与资源化利用,最后提出了微藻在处理废水的过程中所存在的一些问题,并展望了未来需要进一步发展的方向.     

发酵沼液深度处理与资源化利用技术研究进展

伴随我国沼气工程的大规模发展,大量沼液面临无法消纳的问题,系统总结了现有沼液深度处理及资源化利用技术,包括生物处理技术、物理化学处理技术、组合工艺处理技术和无机组分资源化技术。此外,展望了可能的有机组分资源化技术,以期为沼液同时满足达标排放要求并实现资源化利用提供新思路。     

沼液光催化处理研究

将光催化技术应用于沼液处理,是一种解决环境污染和最大化利用资源的新思路。在预处理之后的沼液中,加入Ti O2进行光催化反应,沼液的化学需氧量(COD)降低,可以降解沼液中难以生物降解的腐殖酸等有机物。光催化处理后的沼液颜色几乎透明,可做为光解水制氢的水源,产生的氢气又可作为制甲烷的氢源,进而实现生物甲烷制取过程中甲烷的高效转化。光催化处理沼液相比于其他的沼液处理方法具有成本低、效率高等优点,环境友好的同时还实现了资源的重复利用。     

有机固废厌氧消化沼液特征及其处理和资源化利用方法综述

近年来,国内以中温厌氧消化为主的沼气工程发展迅速,产生大量沼液,沼液处理成为沼气工厂亟待解决的问题。文中从沼液的性质出发,系统总结了沼液的处理技术,包括生物处理法、物理化学法和组合工艺,以满足沼液中污染物去除和达标排放的目的。沼液中富含氮、磷等营养元素,沼液处理不能有效利用沼液资源,因此,随后分析了微藻培养、鸟粪石沉淀、氨气提-酸吸收3种沼液资源化利用途径,论述了从沼液中回收有价值产品的潜力。文章建议,未来沼气工厂的发展应逐步实现沼液资源循环利用,以减少沼气工程对环境的影响,并提高工厂的经济盈利能力。研究对于创建资源节约型、环境友好型社会具有重要意义。     

含抗生素废水的微藻处理技术及其进展

抗生素在环境水体的累积是威胁人类健康及生态安全的全球性问题,去除环境中残留抗生素迫在眉睫。本文首先综述了环境中抗生素残留的主要来源及危害。随后,针对微藻处理含抗生素废水的特点,阐述微藻去除抗生素的生物降解、生物累积、生物表面吸附、光合降解和挥发及水解等这5种可能去除机制,比较了这些机制在不同微藻去除抗生素实验研究中的贡献。阐明为提高微藻法去除抗生素的效率,尚需优化藻种的选择和培养条件。最后,讨论了微藻法去除抗生素目前存在的去除不完全、降解产物不明了及缺乏规模化应用等问题,提出可以结合化学、物理和生物方法达到去除要求;通过组学数据等综合分析抗生素降解产物;积累中试数据,为进一步的规模化应用打下基础。     

微藻净化海水养殖废水研究进展

介绍了海水养殖废水的常规处理方式,包括化学方法和生物方法。然而这些方法存在效率低、二次污染、成本高等问题。基于微藻净化废水能够实现污染物去除和废水资源化利用的显著优势,阐述了微藻净化海水养殖废水的研究现状,并就目前的研究提出了微藻净化海水养殖废水存在的问题。针对这些问题,给出了解决微藻净化海水养殖废水难题的建议,为今后利用微藻提净化海水养殖废水提供了参考。     

微藻生物膜培养装置的研究进展

广泛应用的微藻悬浮培养装置存在CO_2和光照利用效率低、收获困难等问题,限制了微藻产业的进一步发展。微藻生物膜培养装置可以有效避免悬浮培养中存在诸多问题,在近年来被广泛研究。为了深入研究微藻生物膜培养装置的理论,进一步探讨其在现实中的应用,综述了目前常见的微藻生物膜培养装置,总结了其在微藻培养和废水处理领域的优势,并对今后微藻生物膜培养装置的技术发展进行了展望。     

膜耦合技术对沼液浓缩及净水效果的影响

利用超滤-纳滤膜耦合技术,探究了pH为5～9条件下膜耦合技术对沼液的浓缩效果、净化能力等。结果表明：体积浓缩倍数(VRF)分别为5倍和10倍时,在pH为5～7的条件下,沼液浓缩效果和净水效果均优于碱性条件。当pH为7,VRF为10倍时,浓缩液中总氮(TN)、总磷(TP)、总钾(TK)分别为1 760、435、2 100 mg/L,浓度浓缩倍数分别达到8.8、7.63、6.34倍,盐分去除效果最好,浓缩效果最佳。透过液中NH₄⁺-N、TN、TP、COD的去除率分别达到89.71%、81%、99.82%、95.77%,出水水质达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)二级标准。通过扫描电镜(SEM)和X射线能量仪(EDX)分析可知,膜污染包括有机-无机协同污染,通过酸洗、碱洗能够对膜面污染物的去除起到一定的效果。     

微藻处理工业排放硝酸废水技术研究进展

水处理是环境保护与绿色化工生产的重要方面,其中含硝酸废水的处理已经成为工业水处理领域的研究热点。本文首先介绍了生物反硝化法、化学还原法与中和法等对含硝酸废水进行脱硝处理的方法,针对这些方法成本高、形成二次污染和氮元素资源化利用程度低等问题,指出目前仍然缺乏对高含量硝酸废水进行处理的理想技术。随后重点介绍了使用微藻对废水中的硝酸进行脱除的理论基础与技术路线,并对藻种、硝酸废水特征与处理工艺等因素的影响进行了阐述。根据对微藻处理方法进行的初步技术经济性分析,提出了废水处理与微藻生物产品生产相结合这一环保新模式,为降低环保装置的运行成本提供了新的思路。指出微藻应用于废水处理是一种非常有前景的工业废水处理技术,需要进一步加以研究和完善,从而在破解环境保护与经济发展的矛盾中发挥更为重要的作用。     

微藻制备生物柴油的技术进展

生物柴油是一种新型的可再生能源,是石化柴油的替代品。微藻种类多、光合作用效率高、生长速度快、生物产量大、含油量高,已成为发展生物柴油产业的最有潜力的原料之一。综述了微藻制备生物柴油的优点及研究进展。针对目前微藻生物柴油存在的瓶颈问题和实际需求,指出未来研究和发展的主要方向。     

猪场沼液处理的应用研究

采用生物接触氧化(BCO)—序批式膜生物反应器(SBBR)—人工湿地(CW)工艺处理猪场沼液,处理规模150 m3/d,总投资101.45万元,运行费2.11元/(m3·d)。运行结果表明,该工艺处理后COD、BOD5、SS、NH3-N、TP去除率分别为91.7%、94.5%、93.2%、92.6%、86.2%,出水各项指标满足GB 18596—2001《畜禽养殖业污染物排放标准》要求。     

能源微藻采收技术研究进展

能源微藻由于生长周期短、油脂含量高、可再生、低污染等优点,被认为是未来最有潜力替代化石能源的生物质能源。但是,目前能源微藻生产成本（尤其是在采收环节）过高,阻碍了其产业化进程。本文综述了国内、外能源微藻的采收方法,对絮凝、离心、过滤、气浮等传统方法的作用机理和采收效率进行了比较：絮凝法适用广,离心法效率高;过滤法处理个体大的藻类较为经济;气浮法工艺简单、能耗低。同时,阐述了能源微藻采收的新方法——磁选法、正向渗透技术、真空气举、微生物共生法等,其中,磁选法回收率高,正向渗透技术低污染,真空气举能耗低,微生物共生法可与传统方法相结合,减少化学絮凝药剂的使用。最后,指出了能源微藻采收过程中存在的问题以及今后的发展方向：可通过多种方法相结合来降低采收成本,以期为能源微藻早日实现产业化提供参考。     

能源微藻规模化培养影响因素的研究进展

微藻比陆生油料作物适应能力强、光合作用效率高,在二氧化碳减排、水污染治理以及生物基喷气燃料等领域具有重要的应用。本文从能源微藻规模化培养的影响因素出发,首先对影响微藻规模化培养的因素进行了综述,分别从生态学因素、气候因素、工艺因素和选址因素这四方面进行了介绍,重点介绍了微藻生物燃料所需土地、水资源和微藻培养新技术发展现状,提出了能源微藻大规模培养的技术难点和障碍。在此基础上,结合我国国情分析了微藻生物燃料发展面临的问题和挑战,探讨了我国能源微藻培养潜在的产量和适合养殖地区,并对我国微藻生物燃料的发展提出了展望。     

以沼液为原料的微生物燃料电池产电降解特性

为提高生物质能源利用效率,降低废水处理成本,实验构建单室无膜空气阴极微生物燃料电池（microbial fuel cell,MFC）,碳布作为阴阳极材料,将牛粪沼液作为接种液及底物进行产电性能测试,同时考察了MFC对该沼液的降解效果。结果表明,MFC能够利用沼液进行产电,最高输出电压330 mV,内阻10 kW,最大功率密度为10.98 mW·m^-2,沼液中的不可溶性物质是导致MFC输出电压、功率密度低的重要原因。MFC的运行对沼液中的有机物、氮、磷等物质具有一定的降解能力,24 h内去除率分别达到20.73%、67.82%、72.56%。因此,MFC作为产生电能的新方法,在联合处理沼液等有机废水节能减排方面具有广阔前景。     

利用微生物燃料电池同步降解沼液和三苯基氯化锡

微生物燃料电池(MFC)作为一种同步产电和除污的新型电化学装置,为有效处理难降解有机污染物提供了一种途径。基于阴极Fenton反应,提出了一种耦合典型双室MFC中阳极沼液产电及阴极降解有机锡的新方法。结果表明,阳极产电生物膜经驯化后MFC的最高电压提高了50.32%,而且电压稳定时间延长了1倍。MFC运行结束后,阳极沼液COD、总氮、总磷的去除率分别为85.35%±1.53%、59.20%±5.24%、44.98%±3.57%。阴极三苯基氯化锡(TPTC)的降解率随其初始浓度增加而降低。在添加100 μmol·L^-1 TPTC时,MFC的最高输出电压为280.2 mV,最大功率密度为145.62 mW·m^-2。TPTC在14 d后完全降解,降解效率为91.88%,降解速率约为0.273 μmol·L^-1·h^-1。研究结果可为利用MFC同步处理阳极有机废水和阴极有机污染物的实际应用提供基础支持。     

用沼液、腐植酸生产液体有机肥技术及前景

结合沼液腐植酸液体有机肥生产实际,阐述了工艺技术路线、主要生产设备、生产技术指标及产品质量指标,分析了经济效益和社会效益,展望了用沼液、腐植酸生产液体有机肥生产技术的发展前景。