摘要
在生猪养殖过程中产生的养殖废水是农业面源污染的主要来源之一，带来的环境污染问题也成为了制约规模化养猪业发展的瓶颈。将微藻和细菌共培养形成的藻菌共生体与膜生物反应器相结合处理养猪废水，可以有高效地去除养猪废水中过量的碳氮磷等污染物，同时藻菌共生体利用污染物生长代谢可形成可观的生物质资源，因而是一种绿色可持续的污水处理工艺。但养猪废水高色、高浊的特点制约了藻菌共生体在其中的生长，限制了污染物去除效率的提高。利用电场处理可以快速降低废水的色度、浊度的特点，将电场处理与藻菌共生体处理相组合，可以改善藻菌共生体的生长，调节胞外聚合物的分泌，减缓和调控膜污染状况。 本文以探究电场处理对藻菌膜生物反应器的影响为主要目的，开展了电场处理与藻菌共生体组合方式的影响、不同电极材料对藻菌共生体生长及对膜污染的影响研究，并考察了其对实际养猪废水的净化效果，为该工艺在废水处理领域的应用提供了理论基础和技术支撑。主要结果如下： 1、考察了电场处理与藻菌共生体组合方式对处理效果和生物质产量的影响，结果发现：“电场-藻菌共生体”组合与“藻菌共生体-电场”组合对各种污染物的去处各有所长，其中，“电场-藻菌共生体”组合体系在脱氮方面表现优良，对TN去除率达66.46%，对氨氮的去除率为77.29%；“藻菌共生体-电场”组合体系对COD和磷元素的去除效果更好，COD去除率为81.53%，TP去除率达97.32%。在生物质产量方面，以叶绿素含量来看，“电场-藻菌共生体”组合体系的叶绿素含量是“藻菌共生体-电场”组合体系的1.78倍，说明微藻在电场处理后的水体中生长情况更好。 2、在“电场-藻菌共生体”组合体系中分别用铁、铝做阳极有不同的效果，铁电极对COD去除效果更佳，去除率为41.41%，铝电极的除磷效果更好，总磷去除率为91.35%，在对氮元素和色度的去除方面，两种电极效果类似。在相同的电场参数下，铁电极的损耗量更大，30min损耗了3.75×10-2mol。在微生物生长方面，经铝电极组叶绿素增长最多，为接种时的5.13倍，说明在该组中下微藻生长的更好。 3、电场处理影响藻菌共生体EPS的分泌，将经铁电极电解组（组1）、经铝电极电解组（组2）和无电场组（组3）的EPS进行拆分并将各组分进行超滤杯实验，均发现SMP组分对膜污染贡献最大。且组3的EPS含量最高，膜通量衰减最快，膜污染程度最严重，而组1膜污染程度最轻。经多种表征测试结果分析得知，膜污染物主要是亲水性蛋白质和多糖。
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