一种利用静磁场促进藻菌共生系统处理水中污染物的方法与流程

本发明涉及水环境技术研究领域，具体涉及一种利用静磁场促进藻菌共生系统处理水中污染物的方法。

背景技术：

我国很多水体都面临着水体富营养化的威胁。无论是河流还是湖泊，许多都存在氮磷污染的问题。据研究发现，由于化肥过度使用以及工业废水的排放，钱塘江的氮污染物浓度呈逐年上升的趋势。由于许多入海河流的污染较为严重，达到了富营养化水平，导致渤海湾水体富营养化。在2007年，太湖流域的蓝藻爆发而导致的用水危机也给人们敲响了警钟。

利用藻菌共生系统处理污水是一种新型且受到较多关注的工艺。藻类吸收水中氮磷等营养物，并释放氧气供菌类生长，另外一方面，细菌能降解水中一些难降解有机物，对于去除cod作用十分明显。一方面能够将藻菌资源化利用，变废为宝，成为水中污染物去除的利器。另一方面其处理成本低，绿色可循环。但传统藻菌共生系统处理污水方法处理周期较长，而且影响藻菌共生系统处理污水的效率的因素有很多。例如有研究者发现光周期对于藻菌系统的营养盐去除效率和生物量有所影响。然而磁场作为能够持续使用，而且不需要外加能源的条件，很少有人将其利于藻菌系统处理污水的工艺上。本发明通过利用外加磁场，加快藻菌生长，从而使污染物的降解效率提高，周期有所缩短。

技术实现要素：

为了提高水中氮磷等污染物的去除效率，缩短藻菌共生系统处理污水的周期，本发明的目的在于公开一种利用静磁场促进藻菌共生系统处理水中污染物的方法。永磁场不需外界能源，可重复使用，能够加速藻菌共生生长，从而达到去除水中污染物的目的。，该方法简单，操作灵活、且运行成本低廉。

本发明提出的一种利用磁场强化藻菌共生系统去除水体污染物的方法，具体步骤如下：

（1）接种小球藻，并将其培养至稳定期，得到培养后后的小球藻；同时接种地衣芽孢杆菌，将其培养至稳定期，得到培养后的地衣芽孢杆菌；

（2）经过步骤（1）培养的小球藻和地衣芽孢杆菌，将它们投放入实验容器中，同时加入污水，搅拌均匀；

（3）将步骤（2）所述的实验容器放置于钢架上，实验容器置于磁场中，即实验容器的底部设置固定磁极，上部设置可移动磁极，可移动磁极固定于螺旋调节杆底部，通过螺旋调节杆调节可移动磁极，经过4天处理，对水质继续分析。

本发明中，步骤（1）中所述小球藻培养条件为：接种于bg11培养基中，在光亮比为12：12，光强为120μmolphotonsm⁻²s⁻¹，温度26℃-28℃条件下培养10天。

本发明中，步骤（1）中所述地衣芽孢杆菌培养条件为：接种于lb培养基中，在温度为28℃，转速为120rpm的气浴恒温震荡箱培养24小时。

本发明中，步骤（2）中小球藻和地衣芽孢杆菌以投放比（密度）为3：1，控制小球藻和地衣芽孢杆菌在污水中的初始密度分别为3×10⁵cells/ml和10⁵cells/ml。

本发明中，步骤（3）中控制磁场强度分别为400gs、800gs、1500gs，每天处理两小时，连续处理4天，接种当天算第0天。

本发明中，在第4天检测其水质，对比分析，并测胞外多糖含量，以评价藻菌共生体系的稳定性。

本发明的有益效果在于：本发明通过静磁场，促进藻菌的生长，使其藻菌共生系统更为稳定，从而加速了水中污染物的去除效率。永磁场不需外界能源，可重复使用，该方法简单，操作灵活、且运行成本低廉。这对于藻菌共生系统处理污水工艺具有很大的提升，从而推进我国的中小型工程的污水治理。

附图说明

为了更清晰地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图简单地介绍。

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明的实施示意图。

图中标号：1为螺旋调节杆，2为可移动磁极（n），3为钢架，4为藻菌共生体系，5为实验容器，6为固定磁极（s），7为n磁极，8为隔板，9为水流方向，10为藻菌共生体系，11为s磁极。

具体实施方式

下面通过实施例进一步说明本发明。

实施例1：本发明一实施例所述的利用静磁场促进藻菌共生系统处理水中污染物的方法流程。

（1）培养普通小球藻：将小球藻接种于bg11培养基中，在光暗比为12：12，光强为120μmolphotonsm⁻²s⁻¹，温度26℃-28℃条件下培养10天；

（2）接种地衣芽孢杆菌于lb培养基中，在温度为28℃，转速为120rpm的气浴恒温震荡箱培养24小时。每升lb培养基成分：10g胰蛋白胨，5g酵母提取物，10g氯化钠；

（3）采集污染水体，将步骤（1）得到的藻和步骤（2）得到的地衣芽孢杆菌以藻菌比（密度）为3：1投放于污水中，并搅拌均匀，最终藻和地衣芽孢杆菌在污水中的初始密度分别为3×10⁵cells/ml和10⁵cells/ml；

（4）将置于实验容器中的藻菌污水置于图1所示的静磁场中，所述装置由螺旋调节杆1、可移动磁极（n）2、钢架3、实验容器4和固定磁极（s）5组成，实验容器4放置于钢架3上，实验容器4置于磁场中，即实验容器4的底部设置固定磁极5，上部设置可移动磁极2，可移动磁极2固定于螺旋调节杆1底部，通过螺旋调节杆1调节可移动磁极2，其磁场强度分别400gs，800gs，1500gs，每天处理两小时，连续处理4天（接种当天算第0天）；

（5）中间测其水质，藻密度等指标的变化。

其结果如下：

（1）总磷：污水初始总磷浓度为0.865±0.003mg/l，经过磁四天处理，未经过磁处理、经过400gs磁场强度、800gs磁场强度、1500gs磁场强度处理的结果分别为0.268±0.007、0.191±0.042、0.182±0.025、0.154±0.044mg/l。总磷去除率分别为69.02%、77.97%、78.91%、82.21%。经过1500gs磁场处理的总磷去除率要比未经磁场处理的高19.10%。

（2）总氮:污水初始总磷浓度为34.642±0.472mg/l。经过磁四天处理，未经过磁处理、经过400gs磁场强度、800gs磁场强度、1500gs磁场强度处理的结果分别为33.708±0.472、33.248±0.484、33.388±0.370、33.332±1.160mg/l。去除效果不明显。

（3）总有机碳：污水初始总有机碳浓度为6.085±0.192mg/l。经过磁四天处理，未经过磁处理、经过400gs磁场强度、800gs磁场强度、1500gs磁场强度处理的结果分别为11.918±0.913、9.600±1.253、10.662±1.901、10.563±0.548mg/l。总有机碳浓度都有所上升，这是藻衰亡导致。而经过400gs、800gs、1500gs磁场处理的总有机碳较未经处理分别低19.45%、10.54%、11.36%。

（4）藻密度：原始藻密度为3×105cells/l，经过磁四天处理，未经过磁处理、经过400gs磁场强度、800gs磁场强度、1500gs磁场强度处理的结果分别为（31.6±1.5）×10⁵、（39.0±2.8）×10⁵、（45.6±4.5）×10⁵、（49.3±1.2）×10⁵mg/l。而经过400gs、800gs、1500gs磁场处理的藻密度较未经处理分别高23.31%、44.20%、56.01%。