基於微藻培養處理畜禽養殖廢水的研究進展
發佈時間：
2019-06-22
當前規模化畜禽養殖業排放含有大量氮磷、重金屬和有機污染物的糞污廢水，導致生態環境遭受嚴重的污染，治理畜禽廢水的任務迫在眉睫。由於傳統畜禽廢水處理方式及應用存在較多不足，基於微藻生物技術處理廢水的研究得到越來越多的關注。微藻是一種廣泛存在於水體中的單細胞生物，具有高效的脫氮除磷及納污能力，其主要利用同化作用吸附污水中的氮，通過磷酸化作用吸附、沉降磷，依靠細胞膜上的官能團對重金屬進行富集。基於以上生理基礎，大多數微藻的氮磷吸附率和重金屬富集率可以高達80%。目前微藻對畜禽廢水污染組分的處理的研究主要集中在氮磷、重金屬，實際應用方式多爲高效藻類塘、活性藻、固定化技術、光生物反應器等。但是微藻處理畜禽廢水仍存在分子機理研究較少，生產實際經驗不足等問題。
近年來，我國的畜牧業得到了較大的發展，成爲第一產業的重要支柱，養殖模式也由最初的散養轉變爲規模化養殖。規模化養殖雖然具有節省成本、優化管理、增加產量等優點，然而，由於該模式下畜禽的排便特性，養殖過程中產生了大量含有重金屬、氮磷、抗生素等污染物質的糞便廢水，這些處理不當的污染物對環境造成了嚴重的影響。2010年污染普查數據顯示，畜禽業產生糞便2.43億t，產生尿液1.63億t。畜牧業已成爲國內僅次於鋼鐵、煤炭的第三大污染行業。治理畜禽排泄廢水，淨化和保護水資源的任務已經刻不容緩。
目前畜禽廢水的處理主要有自然處理法、物理化學處理法和生物化學處理法等。但是傳統的處理方法往往存在效率低，成本高等問題，限制了其普及率。一般情況下小型的養殖場爲節省成本，往往採用直接排放或者粗處理的方法處置廢水;畜禽廢水也常直接還田，這樣不僅會使廢水中的重金屬和抗生素遷移入土壤，也造成了資源的浪費。因而，一種高效、低成本、綠色環保、附加產值大的廢水處理方法是企業和生態環境所急需的。
微藻是一類廣泛存在於各類水環境中的單細胞微生物，利用微藻淨化廢水的技術早已引起關注。一方面，畜禽廢水中含有大量的氮磷及有機物，能夠滿足微藻對於氮源和碳源的需求，有效降低水中N、P含量，同時微藻也可吸附或降解廢水中的重金屬、抗生素等污染物，實現廢水的淨化;另一方面，利用廢水培養微藻，也可以產生大量的微藻生物質，這爲其他下游產品，例如生物柴油、肥料、飼料等的開發提供了基礎。這無疑是一條綠色環保可循環的產業鏈，實現了藻、水、下游產品的共得。
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