藻类处理氮磷和重金属废水
微藻技术在污水处理中的应用与展望
微藻技术在污水处理中的应用与展望摘要：现如今，人们的生活质量在不断提高，人们十分重视水资源的使用，水体污染是当前突出的环境问题之一，随着各类新兴水处理技术的不断涌现，廉价高效的生态治理技术得到了较快发展，其中微藻生物技术的发展与应用受到了普遍关注。
微藻生物技术的处理工艺主要分为开放跑道池培养体系、封闭式光生物反应器培养体系以及固定化培养体系等。
微藻技术可以实现对污水中氮、磷、硫、难降解有机物及重金属等的同步转化去除，并可应用于市政污水、养殖废水、工业排水等不同类型的水处理工艺中。
在处理过程中，藻种的筛选、工艺条件的操控以及反应器的选型，均会对处理效果产生显著影响。
该文通过对微藻去除有机物、氮磷硫、重金属等不同污染要素的机理、效率以及工艺特点的总结分析，评述了当前微藻污水处理技术的发展现状及存在的问题，并展望了微藻技术用于污水处理行业的发展前景与主攻方向。
关键词：微藻；污水处理；污染物去除；污水资源化利用引言随着人口的不断增加和社会经济的迅速发展，淡水资源不断被破坏和污染，因此当前的研究热点之一便是寻找可再生利用、低耗、高效的污水生物处理技术。
尽管废水处理取得了巨大进展，一般采用传统化学物理方法，但仍存在容易产生二次污染、运行成本高、投资大等问题。
解决这些问题的一个有效途径就是新兴的微藻生物技术。
1微藻生物膜去污技术的发展现状微藻生物膜培养源于自然界中微生物的贴壁生长特性。
相比悬浮培养，生物膜培养模式的技术综合性强、集成度高、产业应用潜力大，能显著提升微藻的环境耐受性、去污能力和光利用效率等。
微藻生物膜系统不仅可以高效净化生产生活污水或地表径流中过剩的营养物及其他污染物，而且其环境耐受性较强。
研究发现，颤藻生物膜在5d内能去除富营养化湖水中93.8%的总氮（TN）和79%的总磷（TP），去除二级污水94.5%的TN和73%的TP。
栅藻生物膜对高浓度氨氮有较强的耐受性，能更有效地去除氨氮。
Craggs将三角褐指藻和颤藻接种在波纹滚道表面反应器内处理海洋排污口污水，可完全去除污水中铵和正磷酸盐，且能保证菌株单一。
污水处理中的藻类处理技术
污水处理中的藻类处理技术污水处理是一项重要的环境保护工作，而藻类处理技术作为一种生态友好的处理方式，近年来受到越来越多的关注和应用。
本文将介绍污水处理中的藻类处理技术及其应用，以探讨其在环境保护方面的潜力。
一、藻类处理技术简介藻类是指一类原核生物和真核生物，具有日光光合作用的能力，可以利用光能将无机碳源转化为有机物。
藻类处理技术是通过利用藻类的这一特性，将污水中的有机物质和营养物质转化为藻类的生物质，从而实现污水的净化和资源化利用。
二、藻类处理技术的优势1. 生态友好：藻类处理技术不需要添加化学物质，可以实现对污水的生物净化，减少对水体和土壤的污染。
2. 能源利用：藻类可以通过光合作用产生生物质，其中的脂肪酸可以用于生物燃料生产，为可再生能源的开发提供了潜在资源。
3. 循环利用：藻类处理污水产生的生物质可以作为肥料、动物饲料或者生物制品的原料，实现污水资源的循环利用。
三、藻类处理技术的应用领域1. 城市生活污水处理：城市生活污水中含有大量的有机物质和营养物质，利用藻类处理技术可以实现对污水的净化，降低处理成本，提高水质。
2. 工业废水处理：工业废水中含有各种有机物质、重金属和有毒物质，利用藻类吸收和降解这些污染物，可以改善废水的质量，减轻对环境的影响。
3. 农业面源污染治理：农业生产中，农药和化肥的使用会导致地表水和地下水的污染。
利用藻类处理技术可以有效降解和吸收这些化学物质，减轻农业面源污染的影响。
4. 湖泊水体修复：藻类处理技术可以调节水体中的氮、磷等养分元素的平衡，减少水体富营养化的发生，同时还可以吸收和降解水体中的有机污染物，促进水质的恢复。
四、藻类处理技术的挑战与展望1. 技术改进：藻类所需要的光、温度、氮磷比以及CO2浓度等环境条件对其生长和处理效果有着重要影响，因此需要进一步改进技术，优化处理条件，提高处理效率。
2. 产业化应用：将藻类处理技术从实验室推向工业化规模是一个重要的挑战，需要解决设备成本、能源消耗以及藻类产品的经济价值等问题，为其产业化应用创造条件。
藻类在含重金属废水处理中的应用
生长影响的强弱顺序是 ： ｃ ｄ ２ ＋ 、 ｃ ｒ ６ ＋ 和Ｈ ｇ ２ ＋ ；对叶绿素含量影响的强弱顺序是 ： Ｈ ｇ ２ 、 Ｃ ｄ 和Ｃ ｒ ６ ； 对 蛋 白质含 量 影响 强 弱顺序 是 ： ｃ ｄ 、 ｃ ｒ “ 和Ｈ 。 吴 海锁 等 以 学 沉淀 法 、 离子 交换 法等 ， 这些 处 理方 法成 本 高 ， 对 大 型工 厂 的 污水 处 理不 适 小球藻为生物吸附剂 ， 研究 了小球藻对ｃ ｕ “、 Ｃ ｄ 和ｚ ｎ 。 坝 附性能， 结果发现小 用， 因 此迫 切需 要一 种 经 济适 用 的处理 方 法来 解决 。藻 类 吸附 法作 为 一 种新 球 藻 吸附 １ ０～１ ０ ０ ｍ ｇ ／ Ｌ 重金 属 离 子 的速 度 快 ， 吸附 容 量 大 ， 适 宜 的ｐ Ｈ在 ３ ． ０～ 型廉价 的 理方 法正 日益受 到关 注 ， 对 藻 类吸 附法 进 行研 究 有 重要 的应用 和 ５ ． ０ ， 影 响吸 附 性 能的 关键 指 标是 ｐ Ｈ和吸 附 时间 ， 小球 对 ｃ ｄ ２ 的 吸 附性 能 明显 经 济价 值 。 高 于其 它离 子 。提 高 体 系 中小 球藻 质 量 浓度 有 利 于 提高 重 金 属离 子 的 吸附
子 等工 业 生产 排水 ， 对 环境 和人 类 健康 有严 重 的危 害 。废 水 中 的重 金 属离 子 大 多不 能 被分 解 ， 容 易 在植 物 和水 生动 物体 内大量 富 集 ， 进 而 转 化到 人 体 内 ， 所 以针 对 重金 属 废水 的处 理 进行 研究 十 分重 要 。目前 常用 的处 理 方法 包括 化
３ ． ２蓝 藻 门藻 类
２ ． 藻类对 重 金属 废水 的 吸附机 理
藻类是一种光合 自养型生物， 其结构简单 ， 其细胞壁主要 由多糖 、 脂肪及 蛋 白质 等组 成 ， 表面 带有 一定 的负 电荷 ， 因此 能够 吸 附废 水 中 的重 金属 离 子 ， 而且其表面的氨基 、 羟基等官能 团等也能与金属离子结合 ， 从而达 到对金属 离子的吸附和富集。另外藻类还有一定的生物吸收作用 ， 当金属阳离子与细 胞表 面 的 水解 酶 等 催化 剂 结 合后 ， 会 被 细胞 吸 收 转移 到 其 体 内 ， 然 后 通 过 一 系列 的 反应 ， 最终 实 现金 属离 子 的 吸收转 化 。藻 类 的 吸附 作 用受 外 界 因素 影 响 时变 化 较大 ， 具体 的像 温度 、 Ｐ Ｈ值 、 培养时间、 金 属离 子 浓 度等 因 素都 会 对 其产 生 一定 的影 响 。 目前对 于 藻类 的 吸附 机理 研 究 尚处 于初 级 阶段 ， 其 过 程 不是 简 单 的吸 附 、 富 集 和离 子交 换过 程 ， 而 是 长 时间 的新 陈 代谢 作 用 、 化 学 及 物理作用的共同效果。
《2024年固定化藻类去除污水中氮磷及其机理的研究》范文
《固定化藻类去除污水中氮磷及其机理的研究》篇一一、引言随着工业化、城市化进程的加快，污水排放问题日益突出，尤其是污水中氮磷等营养物质的超标排放，已经成为水体富营养化的主要诱因之一。
固定化藻类技术作为一种新兴的污水处理技术，因其高效、环保、可持续等优点，受到了广泛关注。
本文旨在研究固定化藻类去除污水中氮磷的效率及其机理，以期为该技术的应用提供理论支持。
二、研究背景与意义固定化藻类技术是通过将藻类固定在特定的载体上，使其在特定的环境下进行生长和代谢，从而达到去除污水中氮磷等营养物质的目的。
该技术具有处理效率高、运行成本低、无二次污染等优点，对于缓解水体富营养化、改善生态环境具有重要意义。
三、研究方法1. 材料与设备实验所需材料包括固定化藻类、污水样本、固定化载体等。
设备包括光照培养箱、分光光度计、显微镜等。
2. 实验方法（1）固定化藻类的制备：选用适宜的固定化载体，通过吸附、包埋等方法将藻类固定在载体上。
（2）污水处理实验：将固定化藻类放入含有不同浓度氮磷的污水中，进行光照培养，观察其生长情况及氮磷去除效果。
（3）机理研究：通过分析固定化藻类的生理生化指标、氮磷代谢途径等，探讨其去除氮磷的机理。
四、实验结果与分析1. 固定化藻类的生长情况及氮磷去除效果实验结果显示，固定化藻类在污水中生长良好，且随着培养时间的延长，其对氮磷的去除效果逐渐增强。
当污水中的氮磷浓度较高时，固定化藻类的生长速度和氮磷去除效率均有所提高。
2. 固定化藻类去除氮磷的机理（1）生理生化指标分析：固定化藻类通过光合作用、呼吸作用等生理过程，将污水中的氮磷转化为自身生长所需的营养物质。
同时，其还能分泌一些酶类物质，促进氮磷的降解和转化。
（2）氮磷代谢途径：固定化藻类通过吸收、同化、排泄等过程，将污水中的氮磷转化为自身的生物质。
其中，氮的代谢主要涉及硝化、反硝化等过程，而磷的代谢则主要涉及吸收、释放、储存等过程。
通过这些代谢途径，固定化藻类能够有效地去除污水中的氮磷。
藻类在污水处理中的应用
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。
藻类在污水处理中的应用
藻类在污水处理中的应用随着城市化进程的加快和人口的不断增长，污水排放量不断增加，导致了水资源的减少和污染物质的增加。
解决这一问题，需要依赖于科学技术。
藻类作为一种具有较高的污水处理能力的生物材料，近年来在污水处理领域得到了广泛应用。
本文将探讨藻类在污水处理中的应用。
一、藻类在污水处理中的作用藻类具有很高的生物活性和生命力，可用于处理污水中包括氨氮、总氮、总磷等多种污染物质，尤其是对于一些难以降解的有机物质如难降解性染料、有机酸等，藻类具有较高的处理效果。
在污水处理的过程中，藻类的主要作用是通过光合作用产生氧气，形成光合作用供氧系统，将有机物质和氮磷转变为生物物质，控制污水中微生物的生长和繁殖，使其不再对环境造成进一步的污染。
二、藻类在污水处理中的应用方法1.静态藻池处理法静态藻池处理法将藻类固定在底部，通过水流的作用使藻类获得足够的光合能源，来分解、降解和吸收污染物。
藻池的设计应当符合藻类生长的需求，并能够满足投资和运行成本的需求。
2.流动藻池处理法流动藻池处理法与静态藻池处理法不同，它是通过水流的作用使藻类漂浮在流体中，所以需要一个水流来使藻类获得足够的光合能源。
流动藻池处理法的设计变量包括水的流量、流动速度、沉积物的清除等。
3.微观藻类空气提供氧气在微观藻类空气提供氧气的处理方法中，藻类可以在高浓度的营养物质和低浓度的空气中供氧。
这种处理方式的好处是实施简便、应用范围广泛，但其对空气的需求较大，通常需要一个加压系统来维持空气的供应。
4.溶藻类处理法溶藻类处理法用于从污水中移除有毒和难以处理的物质，它通过将溶藻类与污水混合，以分解和吸收有机物和有害物质，从而降低了污染物的浓度。
三、藻类在污水处理中的优势1. 呼吸作用可以对污水进行充分的氧化，从而提高处理效率。
2. 过滤作用可以有效地去除富营养物和杂质物，减少水中的污染，保持其清洁。
3. 光合作用可以产生生物质，并吸收污染物，既可以保持清洁的水质，又可以产生经济效益。
藻类吸附法去除废水中的重金属
２２２吸 附时 间 的影 响 。 吸 附 时 间是 影 响 吸 附 量 的又 一 重 要 因 ．． 藻类 大 致 可 以 分为 褐 藻 门 、 藻 门 、 藻 门 、 藻 门 四个 门类 及 素。藻类吸附重金属离子一般 分为两个阶段： 蓝 红 绿 第一阶段 为物理吸附， 墨角藻属 、 囊叶藻属、 颤藻属、 鞘 马尾藻属 、 松藻属 、 乳节藻属、 巨藻 速度较快 ； 第二 阶段 的吸附是一个能量驱动 的新陈代谢过程 ， 受到 属、 昆布属 、 带属 、 海 小球藻属、 角叉菜属、 螺旋藻属、 红皮藻属、 刚毛 能量 多少（ 如糖份 ） 阻止新陈代谢过程 的物质 （ 和 如毒性物质 Ｋ Ｎ Ｃ 藻属等属类。藻类的细胞壁由多糖、 白质和脂类组成 ， 蛋 具有粘性 ， 等 ） 的影响 ， 速度较慢。用 马尾藻吸附 Ａ 前 ６ ｓ的吸附速率最快。 ｌ， ０ 带一定 的负 电荷 ， 可提供氨基 、 酰氨基 、 基、 羰 醛基、 羟基 、 硫醇 、 硫 用赤潮藻吸附重金属离子 ， ３ ｍｉ 在 ０ ｎ内即可达到吸附平衡。用水棉 醚、 咪唑、 磷酸根和硫酸根等 官能团与金属离子结合。此外 ， 其细胞 绿藻吸附 ｃ 在 ２ 一， ｈ后 Ｃ ６ ｒ的去除率达到 ９ ％。Ｋｉｍｅ ＋ ６ ｌ ｍ ｋ等【 。 ｌ 用鞘颤 膜是具有高度选择性的半透性膜 ， 因此 ， 类可以富集许多金属离 藻吸附 Ｐ ｚ ｃ “ 在前 ５ ｉ 藻 ｂ ｄ ， 和 ｍ ｎ内对 Ｐ ｚ Ｃ ｂ ｄ 的吸附量就达到饱和 子。 吸 附量 的 ９ ％， ３ｍｉ 达 到 吸 附平 衡 。 ０ 在 ０ ｎ后 １ 藻 类 的预 处 理 ２２３共存离子的影响。溶液中的共存离子是影响吸附量 的第 ＿． 在用藻类吸附重金属离子之前 ，通常要对藻类进行预 处理 ， 主 三个重要因素。在 系统中欲被 分离 出的金属离子称 为目标离子， 在 要有物理加工 、 简单化学处理和化学 改性等三种。 溶液中 ，其 它金属离子和 目标离子都 有可能结合到吸附位点上 ， 这 １１物 理加 工 物理 加工 主 要 为 干燥 、 碎 。干燥 会 不 同程 度地 些其它金属离子称为竞争性 阳离子。 ． 粉 竞争性阳离子对吸附位点的占 改变 藻 类 的组 成 ， 坏 藻 类 的结 构 。 破 干燥 温度 不宜 太 高 ， 般 应低 于 据会使 目标离子的吸附量 下降。 一 各竞争性阳离子 与吸附位点之间亲 １０ 尤 以 日晒 和 冷 冻 干 燥 为 好 。 粉碎 增 加 了海 藻 的 比表 面 积 ， ０ ℃， 从 和力的不同， 它们对 目标离子影 响的能力也不一样 。同一种竞争性 而能够增加其对重金属 的吸附量 ， 加快吸附速率。Ｇ ｐａ ｌ ｕ ｔ 等Ｉ ＿ 先将水 阳 离 子对 具 体 目标 重金 属 离 子 的 影 响是 不 同 的 。ｗｉｉ ８ 的试 验 ｌａ 等 １ｍ 棉绿藻用蒸馏水清洗干净 ， 然后 在太阳下 干燥 ６ ， ｈ 再将其粉碎并筛 表明 ， 当溶液中同时存在 Ｃ “ Ｃ ２ Ｎ“ ， ｕ ， ｄ － ｉ时 巨大昆布对 ｃ ＊ ￣ ， ｕ 的吸附 选出尺寸在 ２ ３ ｍ之 间的作为吸 附剂 ，发现其对 ｃ －ｍ 一的吸附量较 量 比溶 液 中只 有 Ｃ 的小 。 ｕ时 大 。Ｗｉｉｍ 等 ｌａ ｓ 先将 巨 大 昆布 晒 干 ， 除其 中 的砂 粒 和 石 头 ， 后 ｌ 去 然 ２２４重金属离子的初始浓度的影Ⅱ。 ．． 向 另外 ， 由于藻类吸附重金 用钉 锤 碾 碎 ， 选 出尺 寸在 ０５ １ ｍ 之 间 的作 为 吸 附 剂 ， 验 结 属 离 子 为 非 均相 的 固 液 反 应 ， 应 主 要在 固液 界 面 进 行 ， 吸 附 还 筛 ．～ ． ｍ ０ 实 反 故 果表 明其 对 Ｃ Ｎ Ｃ 吸 附效 果 都 较 好 。 ｕ 、ｊ 和 ｄ的 受到参与反应 的重金属离子的初始浓度的影响。 １２简 单 化 学 处 理 简 单 化 学 处理 主 要 是 用 Ｈ １ 有 机 物 浸 ． Ｃ或 ３ 藻 类 吸 附重 金 属 的机 理 与 规 律 泡。Ｈ １ Ｃ 或一些有机溶剂可以洗掉 海藻上吸附的 ｃ “ Ｍｇ ， ａ， ａ ， ２ Ｎ 从 ＋ 藻类吸附机理主要包括离子交换、 表面络合反应和特殊基团的 而增加藻类的吸附点 ， 有利于吸附。 ａｇ等… Ｙｎ 将马尾藻粉碎 ， 选取尺 静 电吸附等。赵玲等证实重金属离子不仅 与原 甲藻发生离子交换 ， 寸在 １ ～ ． ． １ ｍｍ 之 间 的 作 为 吸 附 剂 ，并 用 ０１ ｏ・ 的 ＨＣ 浸 泡 而 且 与原 甲藻 细 胞 壁上 的酰 氨 基 和羟 基 进 行 共价 结 合 。Ｇ ｐａ等用 ０ ４ ．ｍ ｌＬ １ ｕｔ ３， ｈ 然后用去离子水洗涤 ， 最后在 ４ ～ ０Ｃ ０ ６ ￣的烤箱 中烘干。实验结果 水 棉 绿 藻吸 附 Ｃ６ 在 ｐ 值 小 于 ３时 离子 交换 起 到 了主 要作 用 ， ｒ， Ｈ ＋ 而 表 明 ，用预 处理 后 的 马 尾 藻 处 理 含 铀 酰 离 子 （ Ｏ ）废 水 ，在 前 当 ｐ Ｕ， Ｈ值 大于 ３时 则 主 要是 靠 吸 附 剂 表 面基 团的 物理 吸附 。 １ｍｉ Ｕ ｄ的去 除 率 就 达 到 ７ ％～０ ５ ｎ内 ０ ￣ ０ ８ ％。 ４ 结 语 １３化学改性 化学 改性 的 目的在于改善藻类的机械 性能和化 ． 藻类吸附法处理重金属废水具有高效、 经济 、 简便 、 选择性好 的 学稳定性 ， 因为天然藻 类非常柔软 ， 易破碎 、 较 降解 、 腐烂。Ｌｅ等【 优点 ， ｅ ｌ 】 特别是对于一些传统 方法不能有效处理 的低浓度重金属废水 将 马尾藻加入 甲醛和 Ｈ １ Ｃ 的混合溶液中，在室温下轻微搅拌 ４ 后 有着独特的应 用价值。 ｈ 此外， 通过 改性 处理 ， 可进一步提高藻类的吸 将 其过滤 出来 ， 先后用蒸馏 水、 ％的碳酸钠 、 并 ３ 蒸馏水 冲洗 ， 再在 附效率和选择性 ， 因此它是一种极有发展前途 的处理含重金属废水 ６ ℃的条件 下烘干。实验结果表 明，改性后 的马尾藻 对 Ａ ３ ｃ “ 的技术。 Ｏ ｌ，ａ ， ＋ 值得一提的是 ， 除了一些个别 的应用以外 ， 大多数利 用藻类 Ｍ ， ａ的吸 附量 远 大 于 未经 改性 的马 尾 藻 。 Ｎ 吸 附 剂 的 处理 方法 均 处 于 实验 阶 段 ， 实用 化 或 工 业 化应 用 上 还 有 在 ２ 藻 类 对重 金 属 的 吸 附效 果与 影 响 因 素 许多 问题 有待研 究 ， 处理量 少 、 如 周期较长 、 水往往需要预 处理 废 ２１吸附 效 果 藻 类 对 各种 重�
藻类吸附法去除废水中的重金属
剂 ．实验 结 果表 明其 对 Ｃ “、ｉ和 Ｃ 的吸 附效 果 ｕ Ｎ ＋ ｄ
都 较好 。 １ ． 简单化 学处 理 ２
组 成 ， 有粘 性 ， 一 定 的负 电荷 ， 提 供 氨基 、 具 带 可 酰 氨基 、 羰基 、 基 、 醛 羟基 、 醇 、 醚 、 唑 、 酸 根 和 硫 硫 眯 磷
附 剂 ， 现其 对 Ｃ６ 发 ｒ的吸 附量 较 大 。 ｌａ 等［ ＋ Ｗｉｉ ｌｍｓ ２ １ 先将
巨 大昆 布晒 干 ， 除 其 中 的砂粒 和石 头 ， 去 然后 用 钉锤 碾碎 ，筛 选 出尺寸 在 ０５—１ 之 间的作 为 吸 附 ． ． ｍｍ ０
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Ａｂ ｔａ ｔ Ｔ ｅｒｓａｃ ｃｕ ｌ ｙｏ ｓｎ ｌａ ｉｓｒ ｔ ｎｆｒｔｅｄｓ ｏａ ｆｈ ａ ｙｍｅａ ａ ｔｗ ｔｒ ｓｉｔ ｄ ｃ ｄ Ｔｈ ｓｒ ｃ ： ｈ ｅｅ ｒｈａ ｔａｉ ｆｕ ｉｇａｇｅｂｏｏｐｉ ｏ ｉ ｓ ｏ ｅ ｖ ｔｌｗ ｓｅ ａｅ ｎｒ ｕ ｅ ． ｅ ｔ ｏ ｈ ｐ ｌ ｗａ ｏ ｐｅｒａｍｅ ｔ ｔｏ ｓａ ｄａ ｓ ｒｔ ｎｃ ｐ ｃｔ ｏ ａｉｕ ｌａ ｒ ｉｃ ｓｅ ． ｈ ｄ ｏ ｔ ｎｅｆｃ， ｆ ｃｉｇｆｃｏｓ ｒｔ ｔ ｎ ｈ ｄ ｎ ｄ ｏｐ ｉ ａ ａ ｉ ｆ ｒ ｓａｇ ｅｗｅｅｄｓ ｕｓ ｄ Ｔ ｅａ ｓｒ ｉ ｆ ｔ ａｆ ｔｎ ｔｒ， ｅ ｍｅ ｏ ｙ ｖ ｏ ｐ ｏ ｅ ｅ ａ ｍｅ ｈ ｎｓ ａ ｄｒｇ ｌｔ ｎｏ ｌａ ｄ ｏ ｔ ｎ ｗ ｒ ｅ ｅａｉ ｄ Ｆｎ ｌ ， ｈ ｐ ｌ ａｉｎｐ ｏｐ ｃｓｏ ｌａ ｎｔｅｄｓ ｏａ ｆ ｃ ａ ｉｍ ｎ ｅｕａｉ ｆ ｇｅａ ｓｒ ｉ ｅｅｇ ｎ ｒ ｚ ． ｉａｌ ｔｅａ ｐｉ ｔ ｒｓｅ ｔ ｆａｇ ｅｉ ｈ ｉｐ ｓｌ ｏ ａ ｐ ｏ ｌ ｅ ｙ ｃ ｏ ｏ
藻类在环境污染治理中的应用及其作用原理
藻类在环境污染治理中的应用及其作用原理藻类是一类广泛存在于水体中的微生物，具有高生物群落多样性和生物活性，可以有效地处理环境污染问题。
下面将从藻类在水体富营养化治理、重金属治理和废水处理等方面的应用及其作用原理进行详细介绍。
首先，藻类在水体富营养化治理中的应用。
水体富营养化是指水体中氮、磷等营养物质过多积累，导致藻类大量繁殖，形成藻华。
藻类通过光合作用可以吸收大量的营养物质，并将其转化为植物生长所需的有机物和氧气。
同时，藻类可以将水体中的有机有毒物质转化为无毒物质，达到净化水体的效果。
此外，藻类还可以通过高密度生物反应器等方法有效去除水体中的营养物质。
通过这些方式，藻类可以减少水体中的富营养化现象，恢复水体的生态平衡。
其次，藻类在重金属治理中的应用。
重金属是一类有害物质，具有累积性和毒性，对人体和其他生物产生严重的危害。
藻类可以通过吸附、离子交换和还原等作用去除水体中的重金属污染物。
藻类表面具有丰富的官能团，可以有效吸附重金属离子，降低水体中的重金属浓度。
同时，藻类体内的酵素和代谢产物可以与重金属形成络合物，减少重金属的毒性。
一些特殊的藻类还具有还原重金属离子的能力，将其转化为无毒物质。
通过这些方式，藻类可以降低水体中重金属污染物的浓度和毒性，净化水体环境。
再次，藻类在废水处理中的应用。
废水中含有大量的有机和无机物质，对环境和人体健康造成严重威胁。
藻类可以利用废水中的有机物质作为碳源生长，吸收有机物质和无机离子，并将其转化为藻体和氧气。
同时，藻类还可以分解废水中的有机物质，降解底泥中的富营养物质。
此外，藻类的生长需要大量的氮和磷等营养物质，可以从废水中去除这些营养物质，达到净化废水的效果。
通过这些方式，藻类可以有效地处理废水，减少废水对环境的污染。
藻类在环境污染治理中的应用作用原理主要包括光合作用吸收营养物质、生物吸附重金属离子、降解有机物质和去除废水中的营养物质。
藻类通过光合作用吸收大量的营养物质，减少水体中的富营养化现象。
藻类去除水体中重金属的机理及应用
第8期
支田田等
藻类去除水体中重金属的机理及应用
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引言
水资 源 是 人 类 生 存 不 可 或 缺 的 自 然 资 源， 但是
量低浓度的废水 时， 费 用 昂 贵， 不 适 合 大 规 模 应 用。 尽管活性炭吸附法 是 一 种 较 有 效 的 吸 附 法， 但是一 般使用的粉末状活 性 炭 价 格 便 宜 但 再 生 困 难， 无法 重复利用， 而颗粒状 活 性 炭 可 再 生 利 用 但 价 格 较 昂 贵
收稿： 2010 年 10 月，收修改稿： 2010 年 12 月
* 国家自然科学基金项目（ No． 21076177 ） 、 教育部博士 点 基 金 项 目 （ No． 200803350077 ） 、 中央高校基本科研业务费专项资 金项目（ No． 2009QNA6007 ，KYJD09011 ） 和浙江省自然科学基金项目（ No． Y4100222 ） 资助 ＊＊ Corresponding author e-mail ： chenglihua@ zju． edu． cn
［3 ，4］
的水平应低于
0. 05mg / L 。 国家已把“重 金 属 污 染 防 治 ” 摆在更加
。 藻类来源广泛， 在水体中很容易观 察 到， 常
用于水体污染的 监 测 。 最 早 在 研 究 毒 理 学 时， 发现 藻类对重金属有富集作用 。 人们通过研究藻类对重 提出将藻类用于生物修复重金属 金属的耐性机制， 污染的水体 。 同 时 ， 更 多 研 究 发 现， 死亡藻体也能 并且具有 够通过多 种 物 理 化 学 机 制 吸 附 重 金 属， 较高的吸附 能 力， 如 Sargassum sp． 对 实 际 废 水 中 Cu 的 吸 附 容 量 是 商 品 化 活 性 炭 的 6 倍［4］ 。 活 藻 体
藻类在污水处理中的应用
藻类在污水处理中的应用摘要藻类能够去除污水中的氮、磷营养物质及重金属，还能与菌类形成复杂的共生系统，促进污水的净化。
本文总结了藻类塘及固定藻等藻类技术在污水处理领域的应用，也介绍了藻类的检测作用。
作为一种良好的净水材料，藻类有着良好的应用前景。
关键词：污水处理；藻类技术；稳定塘藻类细胞微小，形体多样，适应性强，分布广泛。
作为一种易得的生物资源，藻类正在被应用于食品、生物燃料等领域，在污水处理方面的作用也越来越受到重视。
1.藻类处理污水原理1.1 对营养物质的去除藻类的近似分子式为C106H263O110N16P，在生长过程中，藻类以CO2为碳源，吸收氮磷等营养物质，通过藻类细胞中的叶绿素的光合作用产生藻类自身的细胞物质，完成藻类增殖并在这个过程中释放氧气[1]。
反应方程式为：1.2对重金属的去除用于去除重金属的常用藻类为绿藻门、褐藻门和红藻门，它们的细胞壁有着共同特点：含有大量的多糖及蛋白质，而多糖和蛋白质中含有多种功能基团，可以与重金属结合。
藻类对重金属的吸附过程分为两个阶段：第一阶段与代谢无关，金属离子通过络合、离子交换等作用附在细胞表面；第二阶段为生物富集过程，即与细胞代谢直接相关的过程，在此阶段中金属被运送至细胞内，并储存起来[2]。
1.3菌藻共生系统净化污水在净化污水的过程中，藻类和细菌形成复杂的共生系统，促进了污水的净化[3]。
好氧菌将含碳有机物降解为二氧化碳和水，对含氮有机物进行氨化，继而进行硝化，生成氨氮、亚硝酸盐和硝酸盐，将含磷有机物最后降解为正磷酸盐。
氧化降解过程中产生的能量为细菌的代谢活动提供能量。
而细菌降解有机质产生的CO2又成为藻类的主要碳源，促进了藻类的光合作用。
在藻类新陈代谢的过程中，藻类能将细菌代谢中产生的物质吸收转化为藻类的细胞物质。
藻类光合作用释放出的氧，增加了水中的溶解氧，促进了好氧菌的代谢活动，使其能够维持正常的生命活动。
2.利用藻类技术处理污水的工艺2.1稳定塘稳定塘又名生物塘，是一种利用水塘中的微生物和藻类对污水和有机废水进行生物处理的方法。
藻类对氮磷的吸收作用综述
湖南农业大学课程论文学院：资源环境学院班级：08级环境工程一班姓名：潘玲学号：200840408114课程论文题目：藻类对氮磷吸收作用的综述课程名称：课程论文设计（环工）评阅成绩：评阅意见：成绩评定教师签名：日期：年月日藻类对氮磷吸收作用的综述学生：潘玲(资源环境学院环境工程一班，学号200840408114)摘要：利用藻类处理污水具有低成本、高效率、无二次污染等特点，具有广阔的前景。
本文归纳分析国内外利用藻类吸收氮磷的相关研究数据和结果，综述了国内外利用藻类吸收氮磷的现状和发展方向，为以后的研究提供借鉴作用。
关键词：发展及现状藻类发展前景去除前言本文针对各种藻类对氮磷的吸收效果进行总结概括，为以后该方面的研究奠定一定的基础。
随着工业进步和社会发展，水污染现象日趋严重。
目前，废水二级处理后出水的进一步脱氮和除磷问题已成为国内外研究的热点。
传统的生化二级处理除磷工艺使大量的磷从污水中转移到剩余污泥中，不能从根本上消除磷对生态环境的影响。
藻类为自养型生物，其生长对废水中的营养要求较低，主要以光能为能源，利用N、P等营养物质合成复杂的有机质，因此藻类可降低水体中氮磷的含量[1]。
一、藻类技术的发展及现状引用藻类进行水质净化的研究，自20世纪50年代起，至今已有近60年的历史[2]，早期主要是应用微型藻悬浮培养技术进行污水处理，相关技术有藻菌氧化塘、高效藻类塘，活性藻[3]等。
由于微型藻悬浮培养技术在实际应用中不易捕捞，仍在水体有残余，更多的焦点集中在固着藻类的研究与应用上，如固定化藻类技术[4]与藻菌生物膜技术。
DaCosta[5] 的研究结果证明，固定化藻类不但能有效去除污水中的氮磷营养，对去除镉和锌等重金属离子也效果显著。
由于受限于固定藻类用载体的成本较高，以致该项技术仅停留在实验室规模的研究和探索阶段，至今未见大规模实际应用的报道。
二、典型性的藻类（一）小球藻小球藻是一种理想的蛋白质资源，富含蛋白质、氨基酸、不饱和脂肪酸、维生素、矿物质和色素等，是一种重要的微藻资源，具有增强免疫力、降血脂和抗原微生物等保健作用。
藻类对氮磷的吸收作用综述
湖南农业大学课程论文学院：资源环境学院班级：08级环境工程一班姓名：潘玲学号：200840408114课程论文题目：藻类对氮磷吸收作用的综述课程名称：课程论文设计（环工）评阅成绩：评阅意见：成绩评定教师签名：日期：年月日藻类对氮磷吸收作用的综述学生：潘玲(资源环境学院环境工程一班，学号200840408114)摘要：利用藻类处理污水具有低成本、高效率、无二次污染等特点，具有广阔的前景。
本文归纳分析国内外利用藻类吸收氮磷的相关研究数据和结果，综述了国内外利用藻类吸收氮磷的现状和发展方向，为以后的研究提供借鉴作用。
关键词：发展及现状藻类发展前景去除前言本文针对各种藻类对氮磷的吸收效果进行总结概括，为以后该方面的研究奠定一定的基础。
随着工业进步和社会发展，水污染现象日趋严重。
目前，废水二级处理后出水的进一步脱氮和除磷问题已成为国内外研究的热点。
传统的生化二级处理除磷工艺使大量的磷从污水中转移到剩余污泥中，不能从根本上消除磷对生态环境的影响。
藻类为自养型生物，其生长对废水中的营养要求较低，主要以光能为能源，利用N、P等营养物质合成复杂的有机质，因此藻类可降低水体中氮磷的含量[1]。
一、藻类技术的发展及现状引用藻类进行水质净化的研究，自20世纪50年代起，至今已有近60年的历史[2]，早期主要是应用微型藻悬浮培养技术进行污水处理，相关技术有藻菌氧化塘、高效藻类塘，活性藻[3]等。
由于微型藻悬浮培养技术在实际应用中不易捕捞，仍在水体有残余，更多的焦点集中在固着藻类的研究与应用上，如固定化藻类技术[4]与藻菌生物膜技术。
DaCosta[5] 的研究结果证明，固定化藻类不但能有效去除污水中的氮磷营养，对去除镉和锌等重金属离子也效果显著。
由于受限于固定藻类用载体的成本较高，以致该项技术仅停留在实验室规模的研究和探索阶段，至今未见大规模实际应用的报道。
二、典型性的藻类（一）小球藻小球藻是一种理想的蛋白质资源，富含蛋白质、氨基酸、不饱和脂肪酸、维生素、矿物质和色素等，是一种重要的微藻资源，具有增强免疫力、降血脂和抗原微生物等保健作用。
藻类在污水处理中的应用
16
二、利用藻类处理污水的工艺
（一）稳定塘：
17
二、利用藻类处理污水的工艺
（一）稳定塘：
9.稳定塘系统的工艺流程： 稳定塘处理系统的组成
预处理系统
稳定塘
后处理设施
稳定塘进水的预处理 为防止稳定塘内污泥淤积，污水进入稳定塘前应先去除水中的悬浮物质。常 用设备为格栅、普通沉砂池和沉淀池。若塘前有提升泵站，而泵站的格栅间隙小 于20mm时，塘前可不另设格栅。原污水中的悬浮固体浓度小于100mg/L时，可只设 沉砂池，以去除砂质颗粒。原污水中的悬浮固体浓度大于100mg/L时，需考虑设置 沉淀池。
消化。其塘内曝气机布置较完全混合曝气塘稀疏。
14
二、利用藻类处理污水的工艺
（一）稳定塘：
7.曝气塘：
曝气塘出水的悬浮固体浓度较高，排放前需进行沉淀，沉淀的方法可 以用沉淀池，或在塘中分割出静水区用于沉淀。若曝气塘后设置兼性塘， 则兼性塘要在进一步处理其出水的同时起沉淀作用。 曝气塘的水力停留时间为3～10日，有效水深2～6m。曝气塘一般不少 于3座，通常按串连方式运行。
11
二、利用藻类处理污水的工艺
（一）稳定塘：
5.厌氧塘： 厌氧塘的塘深在 2.5～6m，有机负荷高，厌氧微生物分布在污泥层中， 起净化作用，净化速度慢，污水在塘内停留时间长，需20～50日。
12
二、利用藻类处理污水的工艺
（一）稳定塘：
6.兼性塘： 在生物塘中最为流行，其塘深一般为 1．5～ 2．5m，上层是好氧区， 藻类的光合作用和大气复氧作用使其有较高的溶解氧，由好氧微生物起净 化污水作用；中层的溶解氧逐渐减少，称兼性区（过渡区），由兼性微生 物起净化作用；下层塘水无溶解氧，称厌氧区，沉淀污泥在塘底进行厌氧 分解。
藻类吸附重金属的研究进展_张永亮
藻类在对重金属的吸附是个复杂的物理 、化 学和生物过程 。宏观上讲 ,影响藻类吸附量的主 要因素有 p H 值 、共存离子含量 、吸附时间 、预处 理等 ,还包括生物吸附剂和被吸附的离子本身的 物理化学性质以及操作环境 。
离子交换作用主要是溶液中的金属离子置换 出藻类细胞壁上的质子 ,一些金属离子则靠静电 引力或靠细胞壁提供的配位键吸附在细胞壁表 面 。离子交换机理最能反应藻类生物吸附的实际 过程 ,多糖中的藻酸盐与硫酸盐具有显著的离子 交换能力[27 ]4316 。
人们很早就发现褐藻在金属离子与细胞表面 的藻酸盐之间有离子交换发生 。将马尾藻细胞表 面的羧基位点部分或者完全酯化后 ,发现该藻对 Cd2 + ,Cu2 + , Al3 + 的 吸 附 量 大 大 降 低[28 ] 。Cho2 jnacka 等[29] 以螺旋藻为材料 ,化学修饰其细胞壁 上羧基和磷酸基后 ,发现螺旋藻吸附能力降低了 61 % ,离子交换能力下降了 62 % ;进一步研究认 为 ,螺旋藻离子交换的主要官能团是羧基和磺酸 根 。Raize 等[30 ] 用褐海藻吸附 Ni2 + 时发现 ,吸附 后的细胞壁中 Ca2 + , Mg2 + 浓度大量降低 , 说 明 Ni2 + 与细胞壁上的 Ca2 + , Mg2 + 发生了交换 。X 光谱分析发现 Ni2 + 与细胞壁上含氧官能团羧基 发生了作用 。研究者认为 ,这些离子在细胞培养 过程中多少会吸附在细胞表面的酸性功能基团 上 ,当高浓度的重金属离子存在时 ,就会发生阳离 子交换 。不过要完全解释藻细胞和金属离子的结 合机制 ,准确地说还应该包括物化机制 ,如静电 力 、范德华力 、离子键和共价键等[27 ]4320 。
《2024年高效藻类塘处理农村生活污水氮磷去除机理及工艺研究》范文
《高效藻类塘处理农村生活污水氮磷去除机理及工艺研究》篇一一、引言随着农村生活水平的提升，生活污水的排放量不断增加，其中氮磷的排放已成为水体富营养化的主要来源。
传统污水处理方法虽然可对农村生活污水进行一定的处理，但因其效率低、成本高及管理难度大等局限性，使得寻找更为高效且经济的处理方法显得尤为重要。
高效藻类塘技术以其独特的生物处理机制，成为一种备受关注的农村生活污水处理技术。
本文将针对高效藻类塘处理农村生活污水的氮磷去除机理及工艺进行深入研究。
二、高效藻类塘处理技术概述高效藻类塘是一种利用藻类生物质吸收氮磷等营养物质的污水处理技术。
其基本原理是通过培养特定种类的藻类，利用其吸收、转化和储存水中的氮磷等营养物质，从而达到净化水质的目的。
该技术具有投资成本低、运行费用少、管理简便等优点，适用于农村地区的生活污水处理。
三、氮磷去除机理研究1. 氮的去除机理：在高效藻类塘中，氮的去除主要通过藻类的吸收、氨化细菌的氨化作用以及硝化细菌的硝化作用实现。
其中，藻类通过光合作用吸收水中的氮源，成为氮的主要去除途径。
同时，氨化细菌将有机氮转化为氨氮，为藻类提供更多的氮源。
而硝化细菌则将氨氮转化为硝酸盐，进一步被藻类吸收或通过沉淀等方式去除。
2. 磷的去除机理：磷的去除主要通过吸附、沉淀和藻类吸收等方式实现。
在高效藻类塘中，磷与钙、铁、铝等金属离子结合形成难溶性的磷酸盐沉淀，从而从水中去除。
此外，藻类也会吸收水中的磷酸盐，成为磷去除的重要途径。
四、工艺研究1. 预处理阶段：对农村生活污水进行初步的物理和化学处理，如格栅拦截、沉淀等，以去除污水中的大颗粒物质和悬浮物，减轻后续处理的负担。
2. 高效藻类塘处理阶段：根据当地的气候、水质等特点，选择合适的藻种，建立高效藻类塘系统。
通过合理的布水、曝气等措施，保持藻类的生长繁盛，实现对氮磷的高效去除。
3. 收获与资源化利用阶段：定期收获藻类生物质，可进行资源化利用，如制作生物肥料、生物燃料等。
藻类在污水处理中的应用
藻类在污水处理中的应用
藻类在污水处理中的应用
藻类是一类具有光合作用能力的微生物，拥有很多种类和品种。
近年来，人们发现藻类在污水处理中具有很好的应用潜力。
以下是
藻类在污水处理中的应用：
1. 藻类的生物吸附作用：藻类可以吸附和吸附各种有害物质，
如重金属离子、有机物质和化学污染物等。
通过将藻类引入污水处
理系统，可以减少污水中的有害物质含量，提高处理效果。
2. 藻类的生物降解作用：藻类具有很强的生物降解能力，可以
分解有机废物和污水中的有机物质。
藻类通过光合作用消耗污水中
的有机物质，并将其转化为藻类生物质。
这不仅能净化污水，还可
以生产有机肥料和生物能源。
3. 藻类的氮、磷去除作用：藻类对污水中的氮、磷具有很强的
吸收能力。
通过培养适当的藻类群落，可以将污水中的氮、磷转化
为藻类生长所需的养分。
这有助于减少污水中的氮磷浓度，避免造
成水体富营养化和水华现象。
4. 藻类的CO2吸收作用：藻类具有高效的光合作用能力，可以
吸收大量的二氧化碳（CO2）。
将藻类引入污水处理过程中，不仅可
以净化污水，还能够将大气中的CO2转化为有机物质，减缓温室效应。
，藻类在污水处理中具有独特的应用价值。
通过利用藻类的生物吸附、生物降解、氮磷去除和CO2吸收等作用，可以实现对污水的有效处理和资源化利用。
藻类在污水处理领域的应用前景将更加广阔。
废水处理过程中的主要环境问题
废水处理过程中的主要环境问题范文：随着经济的快速发展和城市化进程的加快，废水处理成为了保护环境和维护人类健康的重要措施。
然而，在废水处理的过程中，我们也面临着一些主要的环境问题。
下面，我将详细分析这些问题。
1. 水体富营养化：废水中含有大量的有机物和营养物质，如氮、磷等。
如果不经过有效的处理，这些物质会被排放到自然水体中，导致水体富营养化。
富营养化会引发水体中的藻类和浮游生物爆发性增长，使水质恶化，影响水生物的生存和生态平衡。
解决方案：a. 强化废水预处理：在废水处理之前，通过筛选和去除固体悬浮物，减少有机物的输入量。
b. 引入生物除磷技术：利用好氧和厌氧微生物的作用，在废水处理过程中去除磷元素。
2. 重金属污染：废水中含有大量的重金属，如铅、汞、镉等。
这些重金属物质对人体和生态系统具有严重的毒性，会破坏生物的生理功能，甚至引发致癌物质。
解决方案：a. 废水处理过程中引入重金属去除工艺：通过沉淀、吸附、膜分离等方式去除废水中的重金属物质。
b. 严格控制重金属废水的排放标准：建立和执行相应的法规和标准，限制重金属废水的排放量。
3. 化学品残留问题：在一些工业生产过程中，废水中可能含有一些有机化学品和药品残留。
这些化学物质对水质和生态系统造成污染和危害。
解决方案：a. 引入高级氧化技术：利用紫外光、臭氧等方式，对废水中的有机物进行氧化分解，降低化学品残留。
b. 加强监测和控制：建立强制性排放标准和监测体系，对有机化学品的使用和废水排放进行严格管控。
4. 能源消耗问题：废水处理过程中需要耗费大量的能源，包括电力、燃气等。
这些能源的消耗可能会对环境产生一定的压力，如二氧化碳排放增加等。
解决方案：a. 采用可再生能源：推广废水处理厂使用太阳能、风能等可再生能源，减少传统能源的使用。
b. 优化工艺和设备：改进废水处理工艺流程，提高能源利用效率，降低废水处理过程中的能源消耗。
综上所述，废水处理过程中的主要环境问题包括水体富营养化、重金属污染、化学品残留和能源消耗。
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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：前两个过程，能量来自呼吸底物的氧化，或来自线粒体的电子转运系统。
在第三个系统中，光能被转化结合成ATP。
1.2 对重金属的去除在藻类吸收重金属的动力学过程中，第一步是快速的物理吸附，不需要代谢提供能量，重金属只是简单地被吸附到藻细胞表面上，这些金属有一部分可以经蒸馏水的反复清洗而洗掉；第二步是与代谢活动有关的主动吸收，这一过程发生于活体细胞，是由于生物体代谢活动的结果，属于较慢的化学吸附，而且由于重金属一般具有很强的生物毒性，当细胞中积累的重金属达到一定量时，细胞将被钝化或杀死。
对于死亡的藻细胞来说，则不存在主动吸收的过程。
日前大部分的研究者都认为，藻类对水体中重金属的去除效果主要取决于第一阶段的快速吸附。
采用活体藻细胞来去除水中的重金属并非有效的方法，一方面是因为主动吸收过程对重金属的富集速率很低，另一方面需要考虑培养条件和重金属毒性等复杂因素的影响。
这就使得很多学者以非活体藻类为材料来进行吸附实验，并发现它们对重金属的吸附去除率常常高于活体材料。
藻吸附金属离子的基本机理是金属阳离子与藻细胞壁功能基之间的表面络合作用。
通常，微生物的细胞表面主要由多聚糖、蛋白质和脂类组成，这些成分中含有可与金属离子结合的羧基、磷酞基、羟基、硫酸脂基、氨基和酞胺基等官能基团，其中的氮、氧、硫可作为配位原子与金属络合。
藻酸盐是藻类细胞壁的重要组分，人们对藻酸盐的化学组成和结构进行研究发现，藻酸盐是由1，4-R-D 甘露糖醛酸(M)和a-L-古罗糖醛酸(G)两种酸性单糖无序排列而成的线型缩合高聚物。
不同种类的多聚糖中所含的羟基、氨基、羧基、硫酸根以及磷酸根等阴离子在吸附中起着重要作用，成为溶液中金属阳离子结合的位点。
Fourest和V olesky 在研究中发现富含M单元的藻类易于吸附Cd，而富含G单元的藻类易于吸附Ca。
红外光谱技术己经被用于金属离子与生物细胞壁之间作用机制的研究，但到目前为止，还未获得明确的结论。
除了表面络合作用外，离子交换也是吸附机理中的一个重要因素。
Kuyucak和V olesky在研究Ascophyllum nodosum对Co(II)的吸附中发现，藻酸盐中所含的K+、Ca2+、Mg2+等阳离子可以与溶液中的Co(II)发生交换。
文献认为，褐藻对于重金属的吸着作用主要归于褐藻细胞壁的主要成分褐藻胶的离子交换性质，褐藻胶是一种天然高聚物，含有很多羧基，水溶液中的金属离子可以和羧基上的H+进行离子交换。
但也有研究认为，藻酸盐中的阳离子进入溶液并非由于和溶液中的重金属离子进行了交换，而是由于溶解或与H+、Na+等电解质离子交换的结果。
Brady等研究了非活性根霉对Cu(II)、Z n(II)、Cd(II)、Pb(II)和Mn(II)的吸附，也发现了Ca2+、Mg2+、H+从生物体上被置换下来并进入溶液中的现象，吸附量越大，释放出来的Ca2+、Mg2+、H+也越多，但交换下来的离子总量与被吸附重金属离子的总量相比只占很小的一部分，说明离子交换并非主要的吸附机理。
2 藻类生物膜去除氮磷污水的效果2.1 实验装置设计图2-1为藻类生物膜废水处理实验装置示意图。
装置所用材料厚度为δ5mm 的有机玻璃，总共分为4个廊道，其中3个廊道为藻类生物膜反应器，另外1个廊道为沉淀槽（用于泥水分离）。
每个廊道的尺寸为L×B×H=0.1×0.1×0.8m，单个廊道的容积为8L，藻类生物膜反应槽总容积为24L。
填料为放射状弹性聚氯乙烯填料，外形为多环串连，其中圆形载体直径为10cm。
图2-1 藻类生物膜反应装置示意图藻类生物膜连续流反应装置主要由以下几部分组成：原（集）水水箱、蠕动泵、藻类生物膜反应器、沉淀池及一些管道和阀门。
其工艺流程如下：在原水水箱中的原水经过蠕动泵的提升和转子流量计的流量控制，通过进水管从藻类生物膜连续流反应装置的上部流入第一个藻类生物膜反应器。
然后通过连接管流入第二和第三个藻类生物膜反应器进行生物处理。
最后进入沉淀池，在沉淀池中藻泥和水进行分离，水通过出水管收集进入集水水箱。
由于藻类生物膜的新陈代谢作用，老化的藻类生物膜脱落，脱落的及经泥水分离的藻泥通过装置底部的藻泥排放口进行收集，进行后续处理。
图2-2 藻类生物膜反应装置正面实图2.2 藻类挂膜及驯化取藻液1000mL加入藻类生物膜反应装置中，再加21L BG11培养基，用搅拌棍将藻液搅拌均匀进行静态培养。
在装置四周总共安装上8盏20W的荧光灯进行光照，光照强度为3500lx左右，这样混合藻在BG11培养基中静态培养4天；然后再加入模拟氮磷污水进行培养驯化，每天用模拟废水置换出3L藻液，连续置换7天；最后用模拟废水将藻液全部置换，稳定几周，直到在填料上形成藻类生物膜，在填料上很清楚地看到有大量的气泡生成，标志在填料上形成了成熟的藻类生物膜。
A：挂膜之前载体表面B：挂膜20天载体表面C：挂膜30天载体表面D：挂膜成熟后载体表面局部图5-3 挂膜期间的载体表面载体表面在挂膜过程的变化如图2-3。
图2-3A为未挂膜的载体；在挂膜20天后，载体表面的颜色发生了变化，颜色变为浅绿色如图2-3B，说明载体上的藻类生物膜正在形成过程中；在挂膜30天后，载体表面的颜色变为深绿色，并且其表面有很多的气泡产生如图2-3C，说明藻类在载体表面已经形成了成熟的藻类生物膜，并且其活性良好。
图2-3D为挂膜成熟后载体表面局部照片，白色为藻类生物膜上的气泡。
2.3 动态实验我们主要考虑以下两点：1、排放标准，COD要在第4天才小于50mg/L的标准；2、考虑到连续动态试验与批量试验的水流条件有所差异,为保证处理效果，所以根据静态实验的结果，我们确定了藻类生物膜处理装置的水力停留时间为4天，但综合考虑其他因素，最后在进行动态实验时，该装置的水力停留时间为5天。
动态实验连续进行了24天，对原水和出水每天各取样1次，按照废水水质分析方法检测和分析COD 、TP 、TN 和NH 3-N 等4项水质指标。
图2-4表示了该装置动态实验过程中进水与出水TP 的浓度变化情况。
0.002.004.006.008.0010.0012.00024681012141618202224time t/dT P /m g .l -1图2-4 动态实验中进水与出水TP 浓度的运行效果从图2-4中可以看出，当TP 的进水浓度在7.22-10.22mg/L 范围内波动时，出水TP 浓度基本上保持在0.5mg/L 以下，在24天的运行时间内，只有第2、5、20、21天等4天TP 的出水浓度超过了0.5mg/L ，分别为0.56mg/L 、0.51mg/L 、0.53mg/L 和0.56mg/L 。
该装置除磷的效果非常好，连续运行24天中，TP 进水平均浓度为9.04mg/L ，出水平均浓度为0.42mg/L ，TP 的平均去除率达到了95.38%。
图2-5表示了动态实验过程中进水与出水TN 和NH 3-N 的浓度变化情况。
在图2-5中可以看出，TN 和NH 3-N 的处理效果非常稳定，尽管TN 和NH 3-N 的进水浓度有波动，但TN 出水浓度一般保持在5mg/L 以下，而NH 3-N 的出水浓度也基本保持在2.5mg/L 以下。
连续运行24天中，TN 和NH 3-N 进水平均浓度分别为26.25mg/L 和12.29mg/L ，其出水平均浓度分别为4.22mg/L 和2.16mg/L ，TN 和NH 3-N 的平均去除率达到了83.93%和82.38%。
0.005.0010.0015.0020.0025.0030.00024681012141618202224time t/dT N 、N H 3-N /m g .l -1图-5 动态实验中进水与出水TN 和NH 3-N 运行效果图2-6表示了动态实验过程中进水与出水COD 的浓度变化情况。
在动态实验的24天中，COD 的去除效果也一直稳定，出水中COD 浓度一直保持在50mg/L 以下。
在整个运行过程中，COD 进水平均浓度为498.70mg/L ，出水平均浓度为38.34mg/L ，COD 的平均去除率达到了92.31%。
0.00100.00200.00300.00400.00500.00600.00024681012141618202224time t/dC O D/m g .l -1图2-6 动态实验中进水与出水COD 运行效果图2-7表示了动态实验过程中进水与出水水质效果比较图。