基于固定化技术的微生物净化水质工艺研究文献综述

开题报告内容：（包括拟研究或解决的问题、采用的研究手段及文献综述，不少于2000字）

研究背景：

世界将在2030年面临40%的水资源短缺，这是社会和经济发展方面的巨大挑战，以我国为例，几十年的高速城市化和工业化给自然资源和环境带来了巨大的压力，中国多达80%的河流已经受到有机物、氮、磷不同程度的污染。为缓解严峻形势并促进循环经济的发展，我国大多数现有的污水处理工艺正面临着营养物质去除(主要是氮和磷)的挑战，以满足新时代污水排放和水的再利用的要求。我国废水处理主要采用物理化学工艺及生物处理工艺，但现有工艺运行复杂，成本较高。因此，操作简便、可应用强性、成本低的污水处理新方法和新材料的研究开发，成为一个重要问题。用传统的污水处理方法成本高，用微生物法处理水产养殖废水，较经济且处理效果好。其中微藻分布范围广、环境适应能力强、生长繁殖速度快、光合作用效率高、能有效吸收利用废水中的N、P等营养元素。研究表明在席藻、衣藻、小球藻和栅藻四种藻类中小球藻对氮、磷的去除效果最好，其中无机氮基本全部去除，总氮去除率超过 96.9%。

选题意义：

水资源危机和对环境污染的担忧正在推动传统污水处理过程的升级，基于微藻的污水处理工艺具有许多优点能够满足新的污水处理要求。其中传统悬浮式微藻培养技术很难保证生长较慢和竞争力弱的微生物存留在反应器中，出水中含有大量的藻类和细菌，影响出水质量且耗水量较大，其运行和采收的成本严重制约了微藻生物质能源的商业化发展。而微藻固定化生物膜培养技术由于耗水量小、光能利用率高的优点，可大大提高微藻规模化生产的经济性，有望实现微藻培养技术的重要突破，有着巨大的潜力。其中，一些结果表明藻菌联合处理对于氨氮，总氮和总磷的去除效果均优于藻菌单独处理污水。但是，为达到更高的去除效率和更低的成本这一目标，考虑问题需涉及到污水特性的复杂性以及对设计的挑战并对处理工艺进行优化，仍然需要进一步的探索和研究。

研究目的：

1.了解固定化微生物技术的特点以及藻菌共生系统中的物质交换。

2.制备固定化藻菌球，同时探究固定化藻菌共生系统最佳接种比率，并在包埋前后进行菌群分析。

3.掌握高锰酸盐指数，氨氮，总氮，总磷的测定方法。本实验测定高锰酸盐指数的方法为酸性滴定法，测定氨氮的方法为纳氏试剂光度法，测定总氮的方法为碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法，测定总磷的方法为钼酸铵分光光度法。

4.研究环境条件对固定化藻菌球脱氮除磷性能的影响。以包埋密度（10%，20%，30%）、投加量（0.5g/L，1g/L，1.5g/L）、pＨ(6 7 8)和温度(25℃，30℃，35℃)为因素，进行固定化小球生物脱氮除磷的4因素3水平正交试验，将不同处理的废水在振荡3天后测定水体中高锰酸盐，氨氮，总氮和总磷含量，测定不同条件下固定化小球的脱氮除磷效果。