[00128504]藻菌共生耦合系统处理养殖废水关键技术研究

1. 课题来源：本课题来源为广州市科技计划项目,属于珠江科技新星专项,项目名称为：藻菌共生耦合系统处理养殖废水关键技术研究,项目编号为：201610010155。 2. 研究目的及意义：当前规模化畜禽养殖业发展迅速,养殖废水造成的水体富营养化问题日益突出,而传统的生物处理法对氮磷的去除率普遍较低,且产生大量低值剩余污泥并释放大量温室气体。将藻类对污水中氮磷等营养物的去除与细菌强大的污染物降解能力有效结合建立藻菌共生系统,可实现养殖废水的同步去碳脱氮除磷,同时还能实现节能降耗和资源回收利用。收获的藻生物质可用作动物饲料、饵料、精细化工品燃料以及生物燃料原料,对于改善农村地区环境质量、促进地区可持续发展具有积极作用。 3. 技术原理及性能指标：（1）为保证污水处理以及微藻生长的性能,高氮磷去除率及生长快速的藻种的获得至关重要。本项目从自然界筛选出200株藻种,对其中的40株进行了鉴定,并评价了其21株微藻的生长和油脂积累。从实验室藻种库挑选出4株优势藻株通过在养殖废水中培养分别评价了生长、细胞组成及营养去除特性,筛选出最高生长速率0.43d-1、油脂含量40%、总氮去除率62.3%、总磷去除率100%的小球藻。（2）养殖废水经过厌氧发酵后进入藻菌共生系统,优化了沼液处理负荷、接种量等指标,并评价了微藻生长、细胞成分以及微生物群落结构;（3）引入活性污泥强化藻菌共生系统的处理效果,优化了藻菌的配比,获得了最佳藻菌复配配方,并分别运用在模拟沼液和实际沼液的处理中,对实际沼液的污染物去除率分别为COD 25.26%,氨氮100%,总氮86.12%,总磷100%。（4）为更好的应用于实际养殖废水处理,构成了一套光径10cm、体积50L的新型藻菌共生光生物反应器,并形成了一套微藻介导的养殖废水资源化处理工艺流程。最佳工艺条件下对养殖废水COD、氮和磷的去除率均高于95%,藻生物质产率可达300-400 mg L-1 d-1。（5）本项目申请发明专利3项,其中1项授权。培养硕士研究生1名。发表SCI论文5篇,EI论文1篇。建成1套50L新型藻菌共生光生物反应器;形成一套厌氧消化-藻菌共生耦合系统的养殖废水处理工艺,COD、总氮、总磷的去除率达95%以上,藻生物质产率达300-400 mg L-1 d-1。 4. 技术的创造性与先进性：该技术的主要创新性在于通过藻菌共生系统促进CO2与O2的快速交换,与传统生物处理法相比减少曝气量,降低了处理成本,同时在整个污水处理过程中不会产生CO2气体排放,产生的生物质属于高值生物质,可用作饵料、饲料、生物燃料生产等,实现了污水处理与资源化的零碳排放,符合循环经济发展模式。 5. 技术的成熟程度,适用范围和安全性：技术处于实验室小试阶段。适用于农、林、牧、渔业。技术安全对环境无污染。 6. 应用情况及存在的问题：未形成成熟的应用市场,大规模应用前应进行稳定性试验,精进技术指标,提高市场竞争力。