摘要
我国已成为第三大产奶国，然而，作为一个高耗水的朝阳产业，我国奶牛养殖面临着高排污的巨大压力。其中，作为奶牛养殖场的重要区域，挤奶厅耗水问题极为严重，不仅排放量大，而且废水成分特殊，是一种高盐、高有机物的特殊养殖废水，致使其治理成本高、难度大等一系列问题，当前已成为养殖废水治理领域的重点和难点。如今，基于浮游植物净化的大藻处理技术己作为一种极具潜力和竞争力的生态技术逐渐崭露头角。该技术高效、低成本且工艺简单。然而，目前大藻净化技术多应用于富营养化水体的深度处理，而对于其在低养分养殖废水中的相关研究较为匮乏。因此，本研究选择天津市一家规模化奶牛养殖场的奶厅废水作为研究对象，对不同奶厅废水浓度及盐胁迫下大藻的生理生化特征响应进行了分析，并对水体中主要污染物含量进行了检测，系统研究出大藻对奶厅废水的耐受及净化能力，并解析了不同净水阶段污染物含量变化的可能原因，研究为大藻深度净化奶厅废水的防控提供理论依据，为低成本高效率的奶厅废水治理技术提供支撑。研究结果如下: (1)大藻对奶厅废水浓度的适应性:高浓度的奶厅废水为大藻生长和繁殖提供充足养分，碳氮污染物对单株植物的鲜重、根长、叶表面积、SPAD值以及整体生物量的增加均有正向作用，但与此同时，较高含量的HCO3-、SO42-和Cl-等阴离子盐加剧了大藻叶片膜脂损伤程度，使得POD酶活较高。奶厅废水原液使大藻生物量在30d增长926.41％。虽然稀释5～10倍的低浓度奶厅废水使大藻繁殖，但是单株大藻的鲜重却平均降低了35.56％～67.58％，且根系呈贫瘠状态。综合来看，大藻的生理生化响应在奶厅废水原液中表现最佳，其适应能力随奶厅废水稀释程度的增加而变弱。 (2)大藻对盐度盐分的耐受性:大藻对NaCl、KCl和K2SO4的耐受浓度分别为20mM、15mM和5mM。当水体可溶性盐增加致使溶液电导率超过2193～2527μs·cm-1时，大藻幼苗的抗氧化酶活性、光合色素和叶片保水性能均受到强烈抑制，植物因无法抵御渗透胁迫带来的危害而降低耐盐能力。 (3)大藻对奶厅原废水的净化效果:大藻对奶厅原废水处理11d可使奶厅废水达到城镇污水三级排放标准;处理23d可使奶厅废水达到城镇污水二级排放标准，届时奶厅废水中碳氮磷污染物TOC、TN、TP分别降低87.72％、87.07％、41.49％，阴离子盐污染物NO3-、NO2-、HCO3-、SO42-、Cl-分别降低91.03％、10.14％、19.69％、31.68％、18.29％;但处理时间超过23d，植物衰败明显并向水体释放盐分，说明植物的生长状况和水体污染物含量相互影响。 (4)大藻对不同阶段奶厅废水的深度净化效果:大藻对厌氧处理后的奶厅废水处理23d时净化效果最好。虽然大藻的生物量呈现下降趋势，但是与原废水相比，植物的消耗效应对TN、TOC、EC、SO42-和Cl-等污染物的去除效果分别提升了9.60％、40.94％、3.27％、2.00％和13.81％，处理后效果同样达到城镇污水二级排放标准。好氧处理后奶厅废水经大藻作用31d未能满足污水排放标准。污染物的去除效果低于原水和厌氧处理后废水，植物作用对废水TN、TP、COD、TOC、EC、SO42-、Cl-的去除率分别为14.84％、12.31％、26.70％、29.23％、20.41％、16.37％、23.05％。由于废水经好氧处理后电导率升至2757.67μs·cm-1，超过大藻的耐盐阈值，因此大藻不适合深度净化好氧处理后废水。
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