螺旋藻处理城市生活污水工艺优化开题报告

1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）

1 意义：在当今社会中，水资源短缺已成为全球关注的社会问题，而造成水资源匮乏的一个重要原因就是水污染，其中由于人类生活给水体带来的污染尤为突出，因此城市污水的处理就成为了不容忽视的问题。

传统的物理化学方法处理污水存在投资大、运行成本高、容易产生二次污染等问题，而新兴的藻类生物技术具有反应速度快、去除效率高、藻细胞易于收获、净化后的水可再利用等优点，可能是解决这些问题的一个有效途径，因此处理思路发展到了用微藻来处理城市污水。

2 国内外研究概况：目前的污水处理方法主要有物理化学法和生物法。

2. 研究的基本内容和问题

1 研究的目标为降低培养螺旋藻的成本，保证成功处理城市生活污水的同时还能获得较高的生物量以及蛋白质、油脂产出等。

2 主要实验内容为人工强化培养高浓度螺旋藻，将其加入城市生活污水的样本中，人为加入不同浓度梯度的碳源、氮源等营养物质，定期检测螺旋藻生物量、污水中cod、bod、总氮、总磷等生理指标含量以及螺旋藻产出油脂、蛋白质等物质的含量，通过实验数据分析出在利用螺旋藻处理城市生活污水时人为添加能源含量的最适范围。

3 拟解决的问题主要是确定培养螺旋藻的过程中营养物质添加量、通过测定各项生理指标确定污水中氮磷处理效果等。

3. 研究的方法与方案

1 实验中采用活性藻处理系统，主要实验方法是先采用人工强化培养出高浓度藻类，然后在一定光合反应器中利用部分或全部污水进行藻类继续培养的系统。

相关研究表明，活性藻系统能有效地去除氮、磷等营养物质以及其他污染颗粒，尤其是对有机质的降解作用更明显，非常适用于城市污水处理的相关研究。

相关实验操作及测定方法：1.1 总氮的测定方法：紫外过硫酸钾分光光度法取水样→加入试剂（lh-nt、蒸馏水)→消解→冷却→加入盐酸→浓度直读1.2 总磷的测定方法：钼酸铵分光光度法取水样→消解→浓度直读→总磷含量取水样→经0.45微米滤膜过滤→消解→浓度直读→可溶性总磷酸盐含量1.3 叶绿素的测定方法：分光光度法丙酮提取叶绿体色素→吸光度测定→结果计算1.4 生物量测定方法：分光光度法取样混匀→吸光度测定→根据公式计算生物量1.5 cod测定方法：重铬酸钾法/cod仪快速检测法过量重铬酸钾标准溶液→强酸性溶液→加热回流→试亚铁灵→硫酸亚铁铵标准溶液回滴→计算cod值。

4. 研究创新点

虽然目前利用微藻净化污水的研究已取得一定的进展，但是除了一些个别的应用之外，大多数处理方法均出于实验室阶段，在实用化或工业化应用上还有许多问题有待研究，如处理量较少、周期较长、污水往往需要预处理等。

此外，还需要解决藻体的收集问题，微藻体积小，质量轻，浮游生活，沉降性能很差，传统的静置沉淀很难达到良好的固液分离效果。

本项研究的实验过程中采用的是钝顶螺旋藻，这是一种微型蓝藻，不产生藻毒素，能够保证水质安全，且生长繁殖速率快，对氮、磷吸收好，其个体和比重都较大，易于沉淀，为后期分离螺旋藻提供了有利条件。

5. 研究计划与进展

研究计划；进一步熟悉课题内容，收集资料（15篇文章以上），阅读相关文献，制定总体方案，并与指导老师讨论实验流程。

预期进展：人工培育螺旋藻藻种，使其达到一定生物量后，将藻种接种到污水中培养，再人为添加不同浓度梯度的营养物质（碳源、氮源），定期检测其中污染物含量变化数值，整理实验数据，分析在添加不同浓度营养物质的条件下各组城市生活污水样本中污染物的处理情况，找出最适宜的添加范围。