藻类吸附重金属的研究进展

藻类生物膜技术

1 藻类生物膜处理污水的原理

利用藻类生物膜处理废水的技术在许多年以前就被提出来了，但在近年来才受到关注。藻类可以有效地利用污水中的N、P，且在此过程中产生氧气，有利于BOD物质的去除，又由于光合作用增加了pH值也可以起到消毒作用(减少大肠杆菌及有毒细菌数量，并且它还可以缔合外源物质(如重金属)，即去除了污水中的营养盐，又促进了N、P等元素的循环，增加了生物量，创造了更多的经济价值。所以，藻类系统对于去除引起富营养化问题的氮、磷化合物以及污水深度处理提供了一个优良的解决方法。

1.1对氮、磷的去除

氮是藻类生物量的一个重要元素，一般而言，约占藻类干重的10%，藻类可利用的氮源范围包括无机氮和有机氮，而藻类利用不同形态的N的优先顺序为，NH4+-N > NO3—N > 简单有机氮（如尿素、简单的氨酸等）。藻类消化吸收无机氮，转化生物量的能力可以有效的进行氮化合物的解毒。无机氮的同化作用包括三个步骤：首先，硝酸盐、亚硝酸盐、氨吸收，由一种特定的通透酶介导并需要能量；其次，依赖ATP将硝酸盐还原为铵，需要8个电子，由两个酶活化催化（硝酸盐还原酶、亚硝酸盐酶）；最后，将钱并入碳骨架。

许多藻类除了自养方式之外，还可以运用有机物进行混合营养，直接吸收多种有机氮如尿素、氨基酸等，有些藻类能固定大气中的氮并加以利用。

从对氮的需求观点来看，城市污水富含满足藻类生长的氮源，氨态氮是城市污水含量最高的无机氮源；其次是尿素(有机氮)，它可以直接或被细菌转化为氨氮而被藻类利用；而水中的游离氨浓度过高却会对藻类的生长造成抑制。

有学者认为藻细胞合成的磷仅占藻细胞干重的1%，但它是细胞核酸的主要成分，在能量的转化过程中起着重要作用。

磷的自然界存在形态主要有溶解性磷(DP)、颗粒磷(PP)，其中溶解性磷又分为可溶性活性磷(DRP)和可溶性非活性磷(DUP)。有人研究表明磷用于能量传递和核酸合成细胞的过程，主要以无机离子H2PO4-、HPO42- 的形式被吸收。磷的消耗依赖于培养基中的磷浓度，细胞内的磷浓度，pH值，Na+、K+、Mg2+等离子的浓度和温度。细胞内的磷被用作合成有机或无机化合物。藻类用底物水平磷酸化、氧化磷酸化和光合磷酸化三种不同的过程将其转化成高能有机化合物。一般反应式为：

第４２卷第８期　２０１３年８月　当　代　化　工　Ｃｏｎｔｅｍｐｏｒａｒｙ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｉｎｄｕｓｔｒｙ　Ｖｏ１．４２，Ｎｏ．８　Ａｕｇｕｓｔ，２０１３　

改性材料吸附处理重金属废水的研究进展　

李思，章宇飞，　（辽宁石油化工大学，　张金辉，杨双春　辽宁抚顺Ｉ１３００１）　

摘　要：工业废水大量排放，导致水源中重金属不断积累，污染严重，重金属废水污染具有毒效长期持续，　生物降解性低的特点。重金属废水的处理受到国内外学者的广泛关注。主要介绍了几种新型改性吸附材料对重　金属废水的处理，并提出了几点建议，以期为相关研究提供参考。　关键词：吸附；重金属废水；生物吸附；剩余污泥；矿石　中图分类号：Ｘ　７０３　文献标识码：Ａ　文章编号：　１６７１—０４６０（２０１３）０８—１０９３—０４　

Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ｐｒｏｇｒｅｓｓ　ｉｎ　Ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ　Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ　ｏｆ　Ｈｅａｖｙ　Ｍｅｔａｌ　Ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ　ｂｙ　Ｍｏｄｉｆｉｅｄ　Ｍａｔｅｒｉａｌｓ　

ＬＩＳｉ，ＺＨＡＮＧ　Ｙｕ－ｆｅｉ，ＺＨＡＮＧＪｉｎ—ｈｕｉ，ＹＡＮＧ　Ｓｈｕａｎｇ－ｃｈｕｎ　（Ｌｉａｏｎｉｎｇ　Ｓｈｉｈｕａ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｌｉａｏｎｉｎｇ　Ｆｕｓｈｕｎ　１１３００１，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａ　ｇｒｅａｔ　ｎｕｍｂｅｒ　ｏｆ　ｌｎｄｕｓｔｒｉａｌ　ｅｍｕｅｎｔｓ　ｈａｖｅ　ｌｅａｄ　ｔｏ　ｔｈｅ　ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｈｅａｖｙ　ｍｅｔａｌ　ｉｎ　ｗａｔｅｒ．Ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ａｇｇｒａｖａｔｉｏｎ　ｏｆｐｏｌｌｕｔｉｏｎ，ｔｈｅ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔ　ｏｆｈｅａｖｙ　ｍｅｔａｌ　ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ　ｈａｓ　ｒｅｃｅｉｖｅｄ　ｔｈｅ　ｗｉｄｅｓｐｒｅａｄ　ａｔｔｅｎｔｉｏｎ　ｏｆｒｅｓｅａｒｃｈｅｒｓ．　Ｈｅａｖｙ　ｍｅｔａｌ　ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ　ｈａｓ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　ｏｆ　ｌｏｎｇ－ｔｅｒｍ　ｔｏｘｉｃｉｔｙ　ａｎｄ　ｌｏｗ　ｂｉｏｄｅｇｒａｄａｂｉｌｉｔｙ．Ｉｎ　ｔｈｉｓ　ｐａｐｅ￣ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｍｏｄｉｆｉｅｄ　ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ　ｍａｔｅｒｉａｌｓ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔ　ｏｆ　ｈｅａｖｙ　ｍｅｔａｌｓ　ｗａｓｔｅ　ｗａｔｅｒ　ｗａｓ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ，ａｎｄ　ｓｏｍｅ　ａｄｖｉｃｅｓ　ｗａｓ　ｐｕｔ　ｆｏｒｗａｒｄ　ａｔ　ｌａｓｔ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：Ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ；Ｈｅａｖｙ　ｍｅｔａｌ　ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ；Ｂｉｏｓｏｒｐｔｉｏｎ；Ｅｘｃｅｓｓ　ｓｌｕｄｇｅ；Ｍｉｎｅｒａｌ　

藻类在污水处理中的应用

藻类在污水处理中的应用

引言

污水处理是一项重要的环保工作，旨在将废水中的有害物质去除或减少，以达到排放标准。传统的污水处理方法包括生物处理、物理处理和化学处理等，但这些方法存在着效率低、成本高等问题。近年来，人们开始关注藻类在污水处理中的应用，因为藻类具有很强的可以吸收和降解有害物质的能力，也具备生长快速、适应性强、资源可再生等优势。

藻类的吸附作用

藻类是一类富含叶绿素的植物，具有较强的吸收能力。研究发现，一些藻类对废水中的重金属离子、有机污染物、营养盐等有害物质具有很高的吸附能力。通过将藻类添加到废水中，藻类会吸附并富集有害物质，从而实现对废水的净化。藻类还可以通过光合作用将吸附的有害物质转化为有机质，进一步降低废水的污染程度。

藻类的降解作用

藻类具有较强的生物降解能力，可以分解废水中的多种有机物。一些藻类在生长过程中会分泌酶类物质，这些酶可以降解废水中的有机物，将其转化为无害的物质。通过引入藻类到污水处理系统中，可以提高有机物的降解效率，减少有机物对水体造成的污染。

藻类的生物竞争作用

藻类具有较强的生长能力，可以通过吸收营养盐等方式迅速繁殖。在废水处理中，藻类可以与其他微生物竞争营养资源，从而抑制有害微生物的生长。例如，一些蓝藻可以利用废水中的氮、磷等养分，使得有害藻类无法获得足够的养分而衰退。藻类的生物竞争作用能够有效地控制水体中有害藻类的生长，提高废水处理的效果。

藻类的资源可再生性

与传统的污水处理方法相比，藻类在污水处理中的应用具有很高的资源可再生性。一方面，藻类在废水中吸收的有害物质可以通过适当处理后用于制造肥料、生物燃料等，实现资源的循环利用。另一方面，藻类本身也是一种优质的生物质资源，在脱水处理后可以作为饲料、生物肥料等使用。通过充分利用藻类的资源可再生性，可以减少对传统资源的依赖，实现环境友好型的污水处理。

结论

藻类在污水处理中的应用具有很大潜力，能够有效降低废水的污染程度，实现废水的净化。藻类通过吸附、降解、生物竞争等作用，能够有效地去除废水中的有害物质。藻类的资源可再生性也使得其在污水处理领域具备很高的可持续性。藻类在污水处理中还存在一些挑战，如藻类的筛选、培养、收获技术仍需进一步完善。我们需要进一步研究和开发藻类的污水处理技术，以推动其在实际应用中的广泛推广和应用。

高锰酸钾复合三氯化铁对藻类的去除效果研究

林冰

【摘 要】地表水体富营养化问题日益引起广泛重视,研究其水华治理技术具有重要的环境和生态意义.该文以高锰酸钾和三氯化铁为基础药剂,研究其复合除藻剂对藻类的去除效果.以蛋白小球藻为实验藻种,以叶绿素浓度为考察指标,进行了两种药剂的复配,确定了用于藻类去除的最佳复配比.以厦门某农村富营养化水体为基础,考察了复合药剂对藻类长时间去除效果,以及残余重金属离子的影响.结果表明,当高锰酸钾、三氯化铁复合浓度比为0.8∶50时,蛋白核小球藻96 h内叶绿素去除率高达90％,去除效果明显.复合药剂对地表水体藻类接触反应6h后,叶绿素a浓度降至3.08μg·L-1,叶绿素a去除率为96.4％.复合药剂投加96h后,水中残余的Fe3+、Mn2+浓度趋于稳定,水中残留铁含量约为0.13～0.19 mg·L-1,水中锰的残留量约为0.13～0.25 mg·L-1.

【期刊名称】《海峡科学》

【年(卷),期】2016(000)009

【总页数】4页(P18-20,33)

【关键词】高锰酸钾;三氯化铁;除藻剂;去除效果

【作 者】林冰

【作者单位】泉州市环境监测站

【正文语种】中 文 随着工业的发展，工业化带来了“城市化”现象，大量含有氮、磷营养物质的生活和生产污水排入附近的湖泊、水库和河流，加重我国水体富营养化程度，导致湖泊水华的大面积爆发。水华的爆发不仅影响水体的外观，而且藻类会产生有毒的次生代谢产物[1]，严重威胁水生生物和人类健康。

在水华爆发应急处理上，有物理法[2]、生物法[3]和化学法等[4]，但由于藻细胞特性和环境条件的复杂性，以及处理方法本身的局限性，任何单一的方法或者工艺都不能达到理想的除藻效果，藻华的潜在危险无法一次性消除。因此，寻求高效、低毒的绿色环保型除藻药剂具有重要的理论和实用价值。

复合型药剂能够改善单一除藻药剂投加量大和藻类易产生抗药性的缺点[5-7]。高锰酸钾复合药剂是一种新型、高效的氧化剂，它是在高锰酸钾基础上发展起来的，以高锰酸钾作为主剂，多种化学物质为辅剂，通过特殊工艺复配，并通过控制一定的反应条件，促进高锰酸钾氧化还原稳态中间产物的形成，从而强化该药剂的氧化、催化和吸附等功能[8-10]。