菌藻共生技术在工业废水零排放中的应用与展望
2023-10-07郑梦启王成业汪炎王伟袁守军胡真虎何春华王杰梅红
化工进展 2023年8期
关键词:生物
郑梦启,王成业,汪炎,王伟,,袁守军,胡真虎,何春华,王杰,梅红
(1 合肥工业大学土木与水利工程学院,安徽 合肥 230009;2 安徽省农村水环境治理与水资源利用工程实验室,安徽 合肥 230009;3 工业废水及环境治理安徽省重点实验室,安徽 合肥 230022)
当前,我国正加速迈向现代化工业强国,但同时碳排放量也已居世界前列[1],日益增长的工业废水也在不断加剧碳排放问题。工业废水由于高浓度的有机质和无机盐、高强度的生物毒性与不均衡的营养分布等特点,对自然水体构成严重威胁,成为我国水体富营养化、黑臭水体等重大环境问题的主要根源[2]。因此,为实现我国工业的可持续发展,工业废水零排放成为亟待解决的议题。
生物处理是工业废水处理的核心环节,传统的生物工艺通过消耗大量的能量与物料将废水中的有机物和氮、磷污染物转化为CO2、N2和剩余污泥等,并伴随着CH4、N2O 等的排放,在加剧温室效应的同时造成“以能消能”和“污染转嫁”的结果[3]。20世纪末,水体富营养化的治理过程启发了微藻在水处理领域的应用,并在市政污水深度处理单元实现氮磷营养物质的强化脱除和回收。近年来,菌藻共生技术凭借活性污泥和微藻之间高度协同的碳氮代谢循环,在降解污染物的同时具备固碳、固氮能力,逐步应用于工业废水以同步脱除有机物和氮磷污染物[4-5]。研究表明,菌藻串联系统中活性污泥产生的CO2有1/4~1/3 可被微藻吸收,同时光合作用释放氧气以供给微生物呼吸代谢,能量利用率提升至70%以上,在最佳曝气量的条件下菌藻共生工艺相比于活性污泥法可减少约50%的碳排放量[6-7]。……
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