藻菌共生小球构建及其水质净化功能研究

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随着水产养殖尾水污染物排放标准的出台,池塘养殖水的综合治理与生态修复将成为水产养殖业日常管理的重要内容之一。研发养殖水营养盐原位和异位净化与修复技术将成为水产养殖业重要的产业和技术需求。藻菌共生体系是利用藻类和菌类两类生物之间的协同作用实现净化污水的一种联合体。本研究以小球藻(Chlorella vulgaris)和米曲霉(Aspergillus oryzae)为研究对象,构建、优化藻菌共生小球,并分别分析其对鱼类养殖和罗氏沼虾养殖池塘水中氮、磷的净化能力,以期为池塘养殖水的净化处理提供技术支撑。主要研究结论如下:(1)藻菌共生小球的构建及其脱氮除磷效果评价本研究制备并优化了小球藻-米曲霉共生小球,分析其对模拟养殖池塘水中氮、磷的去除效果。结果显示,p H=7,转速160 r/min时,米曲霉真菌小球的成型效果最佳。350个米曲霉小球与浓度为4.8×106cells/m L藻细胞混合培养时,真菌小球对藻细胞的固定率最高,达到99.88%,且形成的藻菌共生小球(0.2±0.01 cm,n=60)在48h内可有效地降低水中氨氮(NH4+-N)、亚硝酸盐(NO2--N)、硝酸盐(NO3--N)、总氮(TN)、磷酸盐(PO43--P)和总磷(TP),平均去除率分别为90.66%、93.43%、98.74%、60.19%、94.87%和79.91%。48 h内,藻菌共生小球对氮、磷的去除能力整体保持稳定,且优于单藻、单菌体系。(2)藻菌共生小球对鱼类养殖池塘水的净化效果采用构建的小球藻与米曲霉菌共生小球对鱼类养殖池塘水进行脱氮除磷效果的研究显示:处理方式不同,藻菌共生小球去除能力不同。其中,在灭菌养殖池塘水中,藻菌共生小球对NH4+-N、NO2--N、NO3--N、TN、PO43--P、TP的平均去除率分别为92.96%、95.52%、81.52%、35.55%、91.57%、79.45%;在非灭菌养殖池塘水中,各营养盐的平均去除率分别为98.22%、80.40%、89.46%、34.29%、92.90%、84.48%。48h内藻菌共生小球能快速、有效地降低养殖池塘水中氮、磷营养盐,使其达到湖南省《水产养殖尾水污染物排放标准》二级标准,且藻菌共生小球对非灭菌养殖池塘水的净化效果总体上优于灭菌养殖池塘水。(3)藻菌共生小球对罗氏沼虾养殖池塘水的净化效果采用构建的小球藻和米曲霉共生小球对罗氏沼虾养殖池塘水中的氮磷去除效果进行研究,结果显示:处理方式不同,藻菌共生小球去除能力不同。其中,藻菌共生小球对灭菌养殖池塘水中NH4+-N、NO2--N、NO3--N、TN、PO43--P、TP的平均去除率分别为89.99%、99.19%、98.48%、63.34%、92.07%,73.54%;对非灭菌养殖池塘水中NH4+-N、NO2--N、NO3--N、TN、PO43--P、TP的平均去除率分别为99.10%、2.15%、96.52%、62.38%、96.77%、92.00%。结果表明:铵态氮最先被藻菌共生小球吸收利用,净化48 h后水质达到湖南省《水产养殖尾水污染物排放标准》二级标准。在相同条件下,48h内藻菌共生小球对非灭菌养殖池塘水中的脱氮除磷效果总体上优于灭菌养殖池塘水。
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