全 文 ：小球藻去除污水中氮磷能力的研究
张静霞　(德州学院生物系 ,山东德州 253023)
摘要　 [目的]提高小球藻去除污水中氮磷的能力。 [方法]采用悬浮和固定化培养方式 ,研究饥饿处理及不同氮磷比对小球藻去除污
水中氮磷能力的影响。 [结果]悬浮培养小球藻的氮磷去除率低于固定化培养组;饥饿处理 24h固定化培养小球藻的氮磷去除率较高 ,
72h对氮磷的去除率分别达到 97%、99%;降低氮磷比对悬浮培养小球藻的氨氮去除率影响不大 ,但可提高固定化培养小球藻的氨氮去
除率。 [结论 ]固定化培养可提高小球藻去除污水中氮磷的能力。
关键词　小球藻;固定化;饥饿处理
中图分类号　X703　　文献标识码　A　　文章编号　0517-6611(2009)32-15944-02
StudyonRemovalAbilityofChlorealasorokinianaonNandPinWastewater
ZHANGJing-xia　(BiologicalDepartmentofDezhouUniversity, Dezhou, Shandong253023)
Abstract　[Objective] TheaimwastoincreasetheremovalabilityofChlorealasorokinianaonNandPinwastewater.[Method] Theefectsof
starvationtreatmentanddiferentratioofNtoPonremovalabilityofC.sorokinianaonNandPinwastewaterwerestudiedthroughsuspensionand
immobilizationculture.[ Result] NandPremovalratesofC.sorokinianainsuspensionculturegroupwerelowerthanthoseinimmobilizationculture
group.TheNandPremovalratesofC.sorokinianathatwastreatedbystarvationinimmobilizationculturegroupwashigher, andtheremovalrates
ofNandPreached97%and99%resp.after72hoftreatment.ThedecreaseoftheratioofNtoPhadlitleefectsonNandPremovalratesofC.
sorokinianainsuspensionculturegroup, butNandPremovalratesofC.sorokinianainimmobilizationculturegroupcouldbeincreased.[ Conclu-
sion] ImmobilizationculturecouldincreasetheremovalabilityofC.sorokinianaonNandPinwastewater.
Keywords　Chlorealasorokiniana;Immobilization;Starvationtreatment
作者简介　张静霞(1978-),女 ,山东德州人,硕士 ,讲师 ,从事生物工程
方面的教学与研究工作。
收稿日期　 2009-07-08
　　随着工业进步和社会发展 ,水污染现象日趋严重。目
前 ,废水二级处理后出水的进一步脱氮和除磷问题已成为国
内外研究的热点。传统的生化二级处理除磷工艺使大量的
磷从污水中转移到剩余污泥中 ,不能从根本上消除磷对生态
环境的影响。藻类为自养型生物 ,其生长对废水中的营养要
求较低 ,主要以光能为能源 ,利用 N、P等营养物质合成复杂
的有机质 ,因此藻类可降低水体中氮磷的含量。
小球藻是水体中的初级生产者 ,营养价值较高 ,可作为
鱼类等水生动物的饵料 ,在污染物沿食物链传递的过程中起
着重要作用。小球藻(Chlorealasorokiniana)除具备上述除
氮磷能力外 ,还具备去除多种重金属离子的能力 [ 1] 。
目前 ,有关微藻培养除氮磷方面的研究主要集中在对悬
浮和固定化培养方式的研究 [ 2-6] ,而有关小球藻(Chloreala
sorokiniana)去氮除磷的研究较少。笔者通过比较悬浮培养
与固定化培养小球藻的去氮除磷能力 ,试图找出最佳藻类处
理方式和培养方法 ,以提高其去除污水中氮磷的能力 。
1　材料与方法
1.1　材料　研究所用小球藻购自武汉水生生物所。
SE培养基;试验用污水以无氮磷的 SE培养基为本底人
工配制 , 水中 NH4 +-N浓度为 15mg/L, PO4 3--P浓度为 1.5
mg/L, pH值为(7.2±0.1)。
1.2　方法
1.2.1　培养方法。方法一:取 5 ml生长 10d的材料或 10ml
藻胶混合物制成的胶球接种于含 100ml人工污水的 250ml锥
形瓶中 ,然后在温度(25±2)℃,光强(3 000±200)lx,光周期
14∶10(白天∶黑夜)的条件下静止培养。接种为无菌操作。
方法二:取 5 ml生长 10 d的材料或 1.0 ml藻胶混合物
制成的胶球接种于含 100 ml人工污水的 250 ml锥形瓶中 ,
然后在自然光条件下摇床培养 ,摇床转速为 150r/min。接种
为无菌操作。
1.2.2　藻类固定化。将培养后的藻类细胞离心(3 500
r/min, 10 min)浓缩 ,弃上清 ,用无 N、P的 SE培养基悬浮 ,进
行细胞记数及计算 ,取 5 ml藻类细胞浓缩液与 5 ml高压灭
菌的 5 %海藻酸钠溶液混合均匀 ,用 10ml注射器吸取 ,套上
配套针头在距离盛 0.2 mol/L预冷 CaCl2溶液的小烧杯 20
cm处滴入 CaCl2溶液中即成藻珠 [ 2] 。每 10 ml藻胶混合物
可制 400个左右胶球。
1.2.3　人工污水配制 。以不含氮磷的 SE培养基为本底 ,另
加 NH4Cl和 NaH2PO4 ,配制成 NH4 +-N含量为 15 mg/L,
PO4 3--P含量为 1.5 mg/L的人工污水 ,并调节其 pH值为
(7.2±0.1)[ 3] 。
1.2.4　污水水质分析及生物量测定。NH4 +-N含量采用纳
氏试剂光度法测定;PO43--P含量采用钼锑抗分光光度法测
定 [ 7] 。
1.2.5　饥饿处理对小球藻氮磷去除率的影响。将藻液离心
后重新悬浮在无氮磷的 SE培养基中 。试验共分 3组:对照
组;饥饿 24h组;饥饿 48 h组。采用 “方法一 ”培养。
1.2.6　不同氮磷比对饥饿处理 24h小球藻氮磷去除率的影
响。试验共分 3组:对照组(N∶P=22);N∶P=20组;N∶P=11
组。 3组的 PO4 3--P含量分别为 1.50、1.65、3.00 mg/L。人
工污水中藻种经饥饿处理 24 h,采用 “方法二 ”培养。
2　结果与分析
2.1　饥饿处理对固定化及悬浮培养小球藻除氮磷能力的影
响　图 1a中为固定化小球藻氨氮去除率曲线 ,图 1b为小球
藻固定化与悬浮培养饥饿处理 24 h组氨氮去除率曲线。由
图 1a可知 ,饥饿处理的 2组小球藻的氨氮去除率均高于对
照组 ,说明饥饿处理可提高小球藻对氨氮的去除率。同时 ,
饥饿处理 24 h组小球藻的氨氮去除率明显高于饥饿处理 48
h组 ,可能由于饥饿处理时间过长对小球藻的正常代谢造成
责任编辑　常俊香　责任校对　卢瑶安徽农业科学 , JournalofAnhuiAgri.Sci.2009, 37(32):15944-15945
了一定影响。 48h后进行饥饿处理的 2组小球藻的氨氮去
除率差别不大 ,最高去除率达 97%左右。说明饥饿处理 24 h
组的效果较好 。由图 1b可知 ,固定化培养的小球藻的氨氮
去除率明显高于悬浮培养的小球藻 。
图 1　饥饿处理对小球藻氨氮去除率的影响
Fig.1　Efectsofhoststarvationtoammoniaremovaleficiency
ofChlorela
图 2　饥饿处理对小球藻磷去除率的影响
Fig.2　Efectsofhoststarvationtophosphorusremovaleficien-
cyofChlorela
图 2a为固定化小球藻磷去除率曲线 ,图 2b为小球藻固
定化与悬浮培养饥饿处理 24 h组的磷去除率曲线。由图 2a
可知 ,饥饿处理组小球藻的磷去除率明显高于对照组 ,处理 5
h时 ,小球藻的磷去除率达 97%, 而对照组仅为 87.9%, 2个
饥饿处理组小球藻的磷去除率差别不大 。同时 ,固定化组小
球藻的磷去除率远高于悬浮培养组(图 2b),处理 5 h时 ,悬
浮培养组磷去除率仅为 89.7%,且之后变化不大 。
可见 ,饥饿处理可以提高小球藻的氮磷去除率 ,尤其可
提高其对磷的去除率 ,饥饿处理 24h组效果较好。所以后续
试验选用饥饿处理 24h的小球藻作为藻种 ,通过改变氮磷比
提高其氨氮去除率。固定化培养组小球藻的氮磷去除率远
高于悬浮培养组 ,可能是由于静止培养引起的悬浮培养小球
藻气体交换和物质交换不畅引起的 ,所以后续试验对小球藻
进行摇床培养 。
2.2　不同氮磷比对固定化及悬浮培养小球藻除氮磷能力的
影响　图 3a为固定化小球藻的氨氮去除率曲线 ,图 3b为悬
浮培养小球藻的氨氮去除率曲线。由图 3可知 ,降低氮磷比
对悬浮培养小球藻的氨氮去除率影响不大 ,而对固定化小球
藻的氨氮去除率具有明显影响 ,且氮磷比越低氨氮去除率越
高 。同时 ,摇床振荡培养悬浮小球藻的氨氮去除率低于固定
化培养组。
　　由图 4可知 ,处理 3、6 h时 , 2种培养方式及不同氮磷比
图 3　不同 N∶P对小球藻氨氮去除率的影响
Fig.3　EffectsofdiferentN∶Ptoammoniaremovalefficiencyof
Chlorela
小球藻的磷去除率差异不大 , 3 h去除率可达 97%左右。
图 4　不同 N∶P对小球藻磷去除率的影响
Fig.4　EffectsofdiferentN∶Ptophosphorusremovalefficiency
ofChlorela
　　该组试验结果表明 ,降低氮磷比可明显提高固定化培养
小球藻的氨氮去除率;且小球藻对磷的去除率短时间内即可
达到很高。固定化培养小球藻对氨氮的去除率高于悬浮培
养的小球藻。
3　结论与讨论
该试验结果表明 ,饥饿处理 24h的小球藻具有较高的去
除氮磷的能力;污水中 PO43--P含量为 1.5 ～ 3.0 mg/L时 , 3
h内磷去除率可达 97%;通过增加污水中磷含量降低氮磷比
可提高小球藻的氨氮去除率 ,而对其磷去除率无明显影响;
固定化培养小球藻的氮磷去除率高于悬浮培养小球藻 ,说明
固定化培养可提高小球藻去除污水中氮磷的能力 。
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1594537卷 32期　　　　　　　　　　　　　　　　张静霞　小球藻去除污水中氮磷能力的研究