水冷壁

[拼音]：zao jun gongsheng xitong

[英文]：algal-bacterial symbiotic system

利用藻類和細菌兩類生物之間在功能上的協同作用處理汙水的一種生態系統。

基本原理

藻菌共生系統處理汙水的基本原理是：汙水中的有機汙染物，由需氧性細菌進行氧化分解，產生NH嬃、PO婯和CO2等;而藻類則利用NH嬃、PO婯和CO2等為營養，以陽光為能源，經葉綠素進行光合作用，合成藻類自身細胞物質，並釋放出氧氣供細菌繼續氧化有機物之用。

不同的學者對藻類的光合作用過程用不同的方程式描述。

斯圖姆和格洛伊納的方程式是：

106CO2＋90H2O＋16NO婣＋PO婯＋光能──→

C106H180O45N16P1(藻類生物量)＋154.5O2

P.L.麥卡蒂的方程式略有不同：106CO2＋81H2O＋16NO婣＋HPO婯＋18H+＋光能──→

C106H181O45N16P1(藻類生物量)＋150O2

而W.J.奧斯特瓦爾特和H.B.戈塔斯的方程式是：

1.0NH嬃＋7.26CO2＋2.53H2O──→

C7.62H8.08O2.53N1.0＋7.62O2＋H+據後一方程式計算，在藻菌共生過程中，合成153.56克藻類細胞物質，需消耗335.28克CO2，產生243.84克氧；即每合成1.0克的藻類細胞物質，需2.18克CO2，同時有1.6克氧釋放到系統中去，供細菌進行氧化分解。

研究概述

同普通植物學中所闡述的地衣中的藻類和菌類共生的傳統概念不同，汙水處理中的藻菌共生系統，作為環境生物學的一個新的概念，是20世紀50年代以來從氧化塘法的研究中逐漸形成的。H.E.路德維希、H.B.戈塔斯和W.J.奧斯瓦爾特等人首先研究了氧化塘中的藻菌共生和藻類光合放氧問題，隨後許多學者對藻菌共生系統進行了基礎理論和實際應用的研究。70年代以後，逐步深入到該系統的生物種類及其生理生化特徵、處理汙水的作用機理、運轉規律、方程式推導和數學模擬等方面。藻菌共生系統的原理，現已成為氧化塘法處理汙水的理論基礎，以及設計和管理氧化塘的依據。

目前，對藻菌共生系統的研究，出現了從非控制生長向控制生長髮展的趨勢。1962年R.E.麥金尼設想建立一種用於處理汙水的絮凝藻菌共生系統。這種共生系統由於運轉方式同活性汙泥法相類似，故稱為“活性藻類”，實際上就是在特定的構築物中在人工控制條件下培育成的藻菌共生系統，用以處理汙水。1965年V.N.瓦伯赫首先創立“活性藻類”法。後來，E.C.麥克裡夫等人對“活性藻類”運轉的基本引數和處理效果進行了實驗研究，結果表明活性藻類對營養元素(氮、磷)、有機廢物的去除，對生化需氧量(BOD)、化學需氧量(COD)的降低效能都比較理想，從而認為受控的藻菌共生系統──活性藻類是汙水二級處理和汙水三級處理的一種有效方法。有些學者認為，利用藻菌共生系統處理汙水，還可以達到綜合利用的目的，即可以通過回收有經濟價值的藻類和漁獲物，將汙水中的廢棄物質變成有用資源。但是在處理有毒廢水時，應慎重對待回收產品的殘毒積累問題。

中國長期以來利用生活汙水養魚，實際上也是一種利用天然藻菌共生系統處理汙水並回收漁產品的方法。70年代以來，中國科學院水生生物研究所等單位，曾從事在構築物中利用受控的藻菌共生系統處理含高濃度氨態氮廢水、印染廢水和煉油廢水的研究；在湖北省鄂城縣境內受多種農藥、化工廢水嚴重汙染的鴨兒湖，採用氧化塘天然藻菌共生系統治理汙染已經取得成效，並對藻菌共生系統的作用機理進行了較為深入的研究。

參考書目

S.V.Ganapati，Biochemical Studies of Algalbacterial Symbiosis inHigh-rateOxidation Pondswith Varying Detention Periods and Algae，Archivfür Hydrobiologie，76(3):302～367，1975.