利用小球藻处理餐厨垃圾废水资源分析

孙国庆

摘 要：当前，我国环境污染日益严重。餐厨垃圾废水排放却成为了新的污染源。生活废水内含有大量有机物和重金属污染物。使用小球藻处理污水，能够实现满意成效。为了全面分析小球藻处理餐厨垃圾废水资源价值，结合实际情况，本文分为5个方面，对上述命题加以分析，旨意为相关学者的研究工作提供参考资料。

关键词：小球藻；生活废水；餐厨垃圾；水资源

中国为水产品生产大国，多年来，我国的海产品生产量位居世界之首。但值得注意的是，餐厨垃圾废水排放却成为了新的污染源。在这些污水内，含有大量的磷、氮以及重金属污染物。倘若不加以处理直接排放，将会导致土壤、地下水、生活用水、空气以及农作物等发生污染。进而对植物以及土壤内微生物的生长造成影响。严重威胁民众身体健康。甚至导致海洋水动植物死亡以及绝迹。由于存在水资源短缺以及污染日趋严重双重不利因素，使用何种方式正确处理餐厨垃圾废水，已经引起了人们的关注。

将藻类用于污水处理的研究，最早从上世纪60年代就已经开始。在当时主要通过大型藻类与水泥中自然形态，进而去除磷、氮以及重金属等等污染物。和以往相比，当前我国的科学技术呈现出了稳步发展的趋势。诸如固定化等先进技术也被广泛应用，在这种情况下，令个体较小的藻类用于污水处理成为了可能。

结合实际情况，本文现就对利用小球藻处理餐厨垃圾废水资源情况进行全面分析，现将具体结果汇报如下。

1.藻类处理餐厨垃圾废水的原理

水藻是一类以水为电子供体的光能自养生物。在发生光合作用时，水藻能够以光视为能源，经过简单化无机物合成有机物，进而实现生产与繁殖。所以说，海藻细胞能够积极吸收与同化磷、氮等富营养物质。开展光和自养效应，进而令餐厨垃圾废水中的氮、磷含量降低。使用海藻对污水加以深度处理氮、磷分子的机制可分为间接作用和直接作用。海藻细胞可以吸收并利用水内的无机氮以及有机氮化合物是为氮源。并将碳酸盐以及二氧化碳作为碳源。实现光能自养生长。在氧气充足时，海藻还能够直接吸收磷酸盐。同时经过多类磷酸化方式，转变为磷脂及ATP等有机物质，而在无氧条件时会形成磷酸盐沉淀。

另外，亚硝酸盐、铵盐以及硝酸盐也可以被用于合成蛋白质和氨基酸等营养物质。值得说明的是，海藻光合作用也能够提升身体的pH值，而当pH值在10-11时。就会对消毒起到促进效用。使用海藻去除生活废水中的氮、磷等物质效果会受到氮磷比、形态，藻类形态和金属离子等因素的影响。

2.不同形态氮磷比

有文献证实，固定化蛋白核小球藻，对于非同一形态的氮磷去除有着选择性。该学者表明，如果在生活废水内同时存在亚硝酸、氨氮以及硝酸盐氮时，固定化小球藻最早会去除氨氮。在此之后依次为亚硝酸盐氮以及硝酸盐氮。其清除率分别为：100.00%、80.00%以及61.00%。如果在生活废水内同时还有六偏磷酸盐以及正磷酸盐时，固化和蛋白小球藻就会优先去除正磷酸盐，在此之后，才去除六偏磷酸盐。就除率来讲，分别为72.00%以及83.00%。

3.差异化氮磷比

使用固定化培养以及悬浮培养法，对比差异化氮磷比对于小球藻清洁生活污水内氮磷水平影响情况，结果证实：和固定化培养组相比，悬浮培养小球藻去除氮磷率明显较低。

经24h的饥饿处理以后，固定化培养组的处理效果依旧更好，而到了72h，上述两种方式在去除氮磷率分别可达到99.00%以及97.00%。而减少氮磷比对于悬浮式培养小球藻的氮磷去除水平影响并不高。但此法却能提升固定化培养的氮磷去除概率，值得推广。

4.差异化形态藻类

在固定化早期，藻类细胞的生长会受到干擾，在这种情况下，令固定化藻类增长比悬浮形态慢。但在24h之内，藻类细胞的活性水平就会恢复到之前状态，同时保持该势态继续生长。这也在一定程度上证实，固定化并未对藻细胞造成非可逆性损伤。此类技术除却保留悬浮法优势之外，并且也能令海藻对于氮、磷等物质去除率明显提升，进而保护海藻。功能，加长生长期，方便细胞吸收大量的氮、磷。

和悬浮藻相比，固定化藻清除PO34-P和杂NH4+-N效率明显更高。之所以出现这种现象，主要因为海藻酸钙凝胶离子能全面吸附固定化系统之中PH值上升导致氨气和钙离子以及磷酸盐沉淀效用引致。

研究指出，差异化的固定载体清除氮磷效果也不同。对比壳聚糖以及海藻酸钠两类载体在深度处理污水的影响。结果指出，在既定细胞负载范围之中，其对于氮磷清除率和细胞负载量呈反比。因叶绿素a水平可见，上述两类载体均不会对细胞增长造成影响。上述载体均不会对细胞的成长造成显著不利影响。在一致的细胞负载情况下，以壳聚糖为材料固定化载体的藻类细胞在去除氮物质的概率和叶绿素a增加率明显比海藻酸钠高，但上述两者在去除磷概率方面差别不显著。

使用聚乙烯醇PVA、海藻酸钠以及上述两者复合体为载体，把藻类和污泥固定成为菌藻共生体系，和单独藻类、单独菌类凝胶制品来处理在人工污水，结果指出：复合载体固定共生系统处理磷污染效率最好，而PVA载体的除磷脱氮成效不如复合载体，但比海藻酸钠好。在固定化菌藻共生系统中，其脱磷除氮的效果比单独固定海藻以及单独固定菌好。其中固定菌的效果最差。

菌藻固定化技术最早起兴于上世纪90年代，其有着方便固液分离、微生物浓度高以及不轻易受到毒物影响的优点，进而在处理餐厨垃圾废水方面取得了显著成效。

使用海藻酸钠制成的小球藻以及活性污泥，对于模拟化冲厕海水污水开展实验调查。结果指出：当细菌和海藻的比例达到1：2时，固定化海藻菌在去除氮、磷的清除率分别可以达到96.0%以及92.0%。并当氮/磷的比例为10时，证实使用固定化海藻菌对于污水内氮磷的去除率效果较好，当温度设定在25℃以上，30℃以下时，固定化海藻菌与细菌的活性就会下降。因此，使用固定化海藻菌体系处理污水时，ph值应当稳定在6.5-8.5之间。

在光合自养条件以及异养的条件之下，类球红细菌以及小球藻均可依靠在废水内有机物实现生长，这一点重点体现在异养条件之中。使用小球藻以及类球红细菌均可实现处理废水的最终目的。而它们两者中的任何一株在处理废水过程中，并不能完全的去除丙酸盐、醋酸盐、硝酸盐、磷酸盐以及铵盐。但综合两者之后处理废水，可去除上述所有物质。两者各有所长，因此，可以依照具体废水成分，进而决定在类球红细菌以及小球藻类的比例，以达到预期效果。

5.金属离子和PH影响

对差异化光照以及PH值条件下小球藻分別在固定化以及悬浮状态镉对于污水内正磷酸盐吸收速率影响情况，结果指出：当光照强度不同时，镉能够减少藻类对于磷吸收速度。而在不同的PH值环境下，不管是固定化还是悬浮态，镉均能降低海藻对于磷吸收率，具体为20.00%-30.00%。可见，开展固定化处理，并不会减低对于镉的影响度。就海藻对于污水内重金属超负荷吸附水平来看，其依赖于诸多因素。比如说重金属的浓度水平、温度情况、培养基成分组成、ph值等等。

国外学者，分析了小球藻吸附隔离子的原理，结果证实：在污水内氢离子水平和碱金属阳离子之间的竞争，会在一定程度上影响海藻吸附隔离子功能。另有一项研究证实，利用诱导海藻株的方法，能够全面改变小球藻耐受锌的水平。在通常情况下，小球藻可以耐受剂量为65μg/L的锌元素，且经过为期3.5个月的诱导期之后，可以在一定程度上提升小球藻对于锌的忍受度

另有学者分析了普通小球藻以及四尾栅藻等十余类藻类处理综合废水中锌元素与镍的规律性。上述类别的海藻能够在内含浓度为30mg/L的镍和锌废水内生存。在此其中，四尾栅藻具有较大的藻生物量，体现出较强处理镍的水平。将其放置到废水中5min后，镍清除率可高达97%；在放置90min之后，废水内的镍含量进一步降低到，0.4mg/L，去除率可达到99%。

使用四尾栅藻处理内含浓度为30mg/L以及30mg/L锌废水5min之后，接近98%的锌和镍被去除。这也在一定程程度上证实，废水中存在锌并不会对四尾栅藻去除镍的能力造成影响。和四尾栅藻相比，小球藻处理镍的水平较弱，使用小球藻处理90min之后，镍的水平降低到10mg/L。由此可见，即便存在锌元素，其处理镍的水平几乎不会受到影响。进一步分析单位生物量处理金属的水平，证明小球藻有着较强的吸收锌和镍的能力。

6.结束语

使用藻类处理生活厨余废水，能全面去除水内的有机物质以及重金属。处理后的水能用于工业生产和农田灌溉。除此之外，因为藻类内含有高水平胡萝卜素、叶绿素、叶黄素、蛋白物质、各类维生素以及碳水化合物。在此其中，藻类中的维生素B12水平比人类肝脏还高。因此所取得的藻体倘若不含有有毒物质或者经处理后有毒物未超标，就可以被用于制作饵料、动物饲料等产品。使用小球藻处理后的废水除却能起到净化环境的作用外，也能减少藻类生产成本。其为废水货源化处理提供了新的经济途径，值得进一步推广。

参考文献：

[1]吴丁山，万勇杰等.利用小球藻去除养殖废水中氮?磷的研究进展[J].广东化工，2015， 42（17）：140-140

[2]胡月薇，邱承光等.小球藻处理废水研究进展[J].环境科学与技术，2003，26（4）：48-49