国内外利用藻类技术处理废水、净化水体研究现状韩仕群，张振华，严少华（江苏省农业科学研究院土壤肥料研究所，江苏南京014）利用藻类处理废水、净化富营养水体，既能保护环境，又能节约资源，具有良好的生态效益和社会经济效益。未来藻类处理废水、净化水质应和生物基因技术、藻菌体、驯化微生物技术、人工神经网络及生物控制技术相结合，充分利用食物链中能流和物质转化关系。

　　环境和资源是当今世界两大主题。水污染是环境污染一方面， 1997年全国工业废水排放量226亿t ，达到国家排放标准的仅为51.8，生活污水排放量189 t ，处理率不足20。废水排放污染了江河湖海，全国7大水系近一半河段污染严重，城市附近的河流大多受到不同程度污染。随着菜篮子工程的建设，规模化养鸡厂、养猪场、养牛场发展迅速，但几乎都没有建设相应的废弃物处理设施。据统计，1996年禽畜的粪便排到水体中，是我国湖泊和近海海域富营养化的主要成因。1997年杭州湾一项研究表明，海水中化学耗氧量（COD）88来自农业来自畜禽粪便、化肥、工业和生活废水的无机氮分别1研究现状1.1养殖藻类处理废水研究有机废水的处理主要采用厌氧接触法、厌氧污泥法、生物膜法等。70年代人们开始采用酵母菌和光合细菌生物处理法，并将废水处理和单细胞蛋白生产结合起来。目前国外已开始应用高速藻类池塘污水处理系统来生产一些高蛋白的藻类。这一技术具有成本低、能耗少、效率高、收益大等特点，是一项非常有潜力的生态环保工程。

　　高浓度有机废水处理（一般指BOD高于1 000 mg/ L的有机废水），国内外有利用养殖螺旋藻等微藻使废水净化的报道，并收到初步成效。Oswald等已成功利用沼气废物或人畜废物生产诸如小球藻或栅裂藻类。Chung等采用沼气发酵的方式对养猪废水进行了处理，在含10的发酵液中添加适量3，用500 lx光照射培养螺旋藻，其产量？d）氮的同化率为76。缫丝废水含有大量有机物，在细菌转化后的废水中培养螺旋藻， 10天后80 以上含氮物质被利用，水质透过率明显增加，当废水量占10 时（COD约0 mg/ L），鲜藻泥（含水）产量可达11.2 g/ L实验结果表明：缫丝废水可部分取代Z氏培养基。Chauhan研究发现，在户外培养螺旋藻时，造纸黑液能促进其生长和提高产量，同时也提高了细胞氮同化酶的活性和利用效率[ 6].Olguin等将猪粪进行厌氧分解处理，在海水中加入2 的处理液体作螺旋藻培养基，废水中的总磷和NH以上研究为工业化养藻除废奠立了理论基础。

　　Fox描述了适合发展中国家利用的农庄式藻类生产系统[ 8]，其流程如图1.目前印度等国家已成功应用。当然，实际应用中多采用综合利用废水的方式，如Becker用粗海盐提供微量元素，并向培养基中添1.2藻菌共同利用研究目前，人们越来越重视细菌与藻类相结合的应用。这种应用体现在高速率藻塘（HRAP），又称高负荷氧化塘，是好气塘中有机负荷最高的一种。通过净化废水[ 1 ，5].藻菌共生系统的最基本的生态功能单元是藻菌共生体，藻类的种类与数量，决定着污水处理系统中能量的流向和食物链的基本结构。

　　由于藻类易于驯化并可耐受高浓度毒物，已得到一定应用。Maiti用60 的藻类和40的细菌组成活性藻，去除水中营养物质效果较好。Dipak用藻类制剂作吸附剂，发现其对Pb、Co等重金属离子有较强的去除效果，并且此吸附剂在低pH时可将金属回收。Shigeru等也在砷污染水中分离出小球藻，将其用Zn驯化后可耐受100 mg/ L的Zn并正常生长富集水中的镉，同时也发现金属的解吸现象。

　　国内关于藻菌体的研究也进行了初步探讨。廖敏等报道了藻菌共生体对砷有良好的去除作用因此，在处理重金属离子浓度较高的工业废水时主要利用高速率藻塘氧化系统。首先利用藻菌共生体的微生物表面羟基、羧基、巯基等与重金属离子结合将金属离子除去，然后再利用藻类对富营养化水体中营养去除，从而达到净化水体的目的，其系统模式见图2.

　　1.3综合式高速率藻塘系统研究当今最先进的藻类净化废水系统是与其它工艺弥补了活性污泥沉淀方法的不足。P.EKholm报道，芬兰五个城市的污水处理厂，都有活性污泥过程和磷沉淀及其它消化过程，在2～4周的生物测定中，处理后废水中平均TP的36 （0～67）可被月牙藻利用，经月芽藻处理后可溶性磷可以全部被除去，进一步提高了系统的处理效率。Ko宁波废气处理saric等提出了一种将废水处理与藻类生产一体化的组合式HRAP系统模式1.4利用藻类食物链功能净化湖泊、水库的研究综合利用藻、菌、贝、浮游动物等治理湖泊、水库等水体的富营养化问题正引起学术界的广泛重视。

　　富营养的主要特征是水体含氮、磷等高浓度营养元素，造成藻类大量繁殖。由于藻类个体小难以除去，因此，目前国内外在治理富营养化水体除净化污水源外，主要采用栽种高等水生植物吸收营养元素及清除底泥等方法藻类是水体的初级生产力者，水中溶解氧的85 都来源于藻类藻类又是鲢鱼、贝类、浮游动物等的食物，可以利用藻类养鱼等藻类也是净化富营养水体的一个环节。据陈汉辉报道，在富营养水中培养大型水网藻，然后采用筛绢过滤除去水网藻，达到了良好的净化效果。

　　要解决的关键问题是如何除去大量繁殖的藻类。目前欧、美盛行利用生物控制法，即控制浮游动物、食浮游动物的鱼类及底栖动物（贝类等）的数量达到控制藻类生长的水质管理方法，但国内尚未进行这方面研究。

　　2今后科研工作发展方向利用藻类技术处理废水、净化富营养水体，不仅可以改善环境，而且可以充分利用生态系统中食物链的结构，生产优良饲料和食品，具有重大的生态意义和社会经济效益，今后科研上需要解决的问题有：（1）根据废水、富营养化水体的特点，采用基因工程，结合噬藻体的利用，选育出营养价值高、处理效果好，特别是易于收获的优势藻类种属（2）采用微生物固定化技术，培养、驯化适宜不同类型污染水体的藻菌共生体（3）把藻类技术和人工神经网络评价水体富营养化技术相结合，根据水体营养元素变化、藻类种群、数量变化确定生物控制手段（4）将藻类处理废水、净化水体技术和水产养殖业相结合，既达到净化水体，又达到改善水产业生态环境的目的。

　　未来水质处理将实现藻类、细菌（如酵母菌、光合细菌等）、藻病毒（噬藻体）、贝类、浮游动物等食物链结构单元于一体，利用数学模型、人工神经网络进行生物调控，其生态模式见图4.

　　王玉庆。影响我国农业持续发展的环境因素。

　　李志勇，郭祀远，李琳。利用藻类技术处理有机废水与人畜废物。农村生态环境， 1998， 14（3）：秦麟源。废水生物处理，上海：同济大学出版[ 9]廖敏，谢正苗，王锐等。菌藻共生体去除废水中[ 11]刘学功，何彪名等。一种利用生物吸附生物膜过滤处理城市污水的新方法（专），19980722.

　　[ 12]陈荷生。太湖底泥的生态疏浚工程―太湖水污染综合治理措施之一。水资源保护， 1998 ，[ 13]王鸿良。光合细菌净水剂清除滇池草海蓝藻的试验研究。云南环境科学， 1998， 17（3）：77～[ 14]卢文喜，祝廷成。应用人工神经网络评价湖泊的富营养化。应用生态学报， 1998 ， 9（6）：645～第一作者简介：韩仕群，男， 1966年生，江苏宿迁人，硕士，助研，主要从事藻类、水生态研究和滩涂开发工作，已发表论文10余篇。

　　快讯：《农业环境与发展》被国家级火炬计划项目《中国学术期刊综合评价数据库》列为来源期刊全文收录同时经国务院新闻办、国家新闻出版署审核备案，由《中国期刊网》、《中国学术期刊（光盘版）》全文收录。此数据库被国家科技部、国家税务总局、国家对外贸易经济合作部、国家质量技术监督局、国家环保总局评为国家重点新产品，并被国家科技部列为重中之重项目。