[00128504]藻菌共生耦合系統處理養殖廢水關鍵技術研究

1. 課題來源：本課題來源為廣州市科技計劃項目,屬于珠江科技新星專項,項目名稱為：藻菌共生耦合系統處理養殖廢水關鍵技術研究,項目編號為：201610010155。 2. 研究目的及意義：當前規?；笄蒺B殖業發展迅速,養殖廢水造成的水體富營養化問題日益突出,而傳統的生物處理法對氮磷的去除率普遍較低,且產生大量低值剩余污泥并釋放大量溫室氣體。將藻類對污水中氮磷等營養物的去除與細菌強大的污染物降解能力有效結合建立藻菌共生系統,可實現養殖廢水的同步去碳脫氮除磷,同時還能實現節能降耗和資源回收利用。收獲的藻生物質可用作動物飼料、餌料、精細化工品燃料以及生物燃料原料,對于改善農村地區環境質量、促進地區可持續發展具有積極作用。 3. 技術原理及性能指標：（1）為保證污水處理以及微藻生長的性能,高氮磷去除率及生長快速的藻種的獲得至關重要。本項目從自然界篩選出200株藻種,對其中的40株進行了鑒定,并評價了其21株微藻的生長和油脂積累。從實驗室藻種庫挑選出4株優勢藻株通過在養殖廢水中培養分別評價了生長、細胞組成及營養去除特性,篩選出最高生長速率0.43d-1、油脂含量40%、總氮去除率62.3%、總磷去除率100%的小球藻。（2）養殖廢水經過厭氧發酵后進入藻菌共生系統,優化了沼液處理負荷、接種量等指標,并評價了微藻生長、細胞成分以及微生物群落結構;（3）引入活性污泥強化藻菌共生系統的處理效果,優化了藻菌的配比,獲得了最佳藻菌復配配方,并分別運用在模擬沼液和實際沼液的處理中,對實際沼液的污染物去除率分別為COD 25.26%,氨氮100%,總氮86.12%,總磷100%。（4）為更好的應用于實際養殖廢水處理,構成了一套光徑10cm、體積50L的新型藻菌共生光生物反應器,并形成了一套微藻介導的養殖廢水資源化處理工藝流程。最佳工藝條件下對養殖廢水COD、氮和磷的去除率均高于95%,藻生物質產率可達300-400 mg L-1 d-1。（5）本項目申請發明專利3項,其中1項授權。培養碩士研究生1名。發表SCI論文5篇,EI論文1篇。建成1套50L新型藻菌共生光生物反應器;形成一套厭氧消化-藻菌共生耦合系統的養殖廢水處理工藝,COD、總氮、總磷的去除率達95%以上,藻生物質產率達300-400 mg L-1 d-1。 4. 技術的創造性與先進性：該技術的主要創新性在于通過藻菌共生系統促進CO2與O2的快速交換,與傳統生物處理法相比減少曝氣量,降低了處理成本,同時在整個污水處理過程中不會產生CO2氣體排放,產生的生物質屬于高值生物質,可用作餌料、飼料、生物燃料生產等,實現了污水處理與資源化的零碳排放,符合循環經濟發展模式。 5. 技術的成熟程度,適用范圍和安全性：技術處于實驗室小試階段。適用于農、林、牧、漁業。技術安全對環境無污染。 6. 應用情況及存在的問題：未形成成熟的應用市場,大規模應用前應進行穩定性試驗,精進技術指標,提高市場競爭力。