使用pH控制系统和具有高生化需氧量水平的工业污水的单细胞生物质生产的方法和装置制造方法及图纸

使用pH调节生长异养真核生物质从而处理污水和按照优化的量生产生物质的方法和系统。本技术涉及污水处理，其中pH进行有目的的上调或下调以产生降低原核微生物的盛行并允许真核微生物存活的生理学应激原。例如，使用设计用于在给定的频率上调和/或下调反应器的pH至少1pH单位的系统，可以使用该污水处理方法。按照这种模式调节pH产生有助于降低原核细胞的盛行并允许真核细胞存活的生理学应激原。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉引用本申请要求享有2013年3月15日提交的美国临时专利申请号61/800,617的受益。以上专利的全部公开内容结合于本文中作为参考。
本专利技术技术涉及pH进行有目的地上调或下调从而产生降低原核微生物的盛行(prevalence)并允许真核微生物存活的生理学应激原(stressor)的污水处理。
技术介绍
本部分提供了涉及不一定是现有技术的本公开内容的背景信息。生物驱动的污水处理方法和系统通常利用最佳生长于6.5-7.5的pH范围内的介质中的异养原核生物，如细菌。能够加入酸或碱以降低或升高保持最佳范围内的pH所需的pH值。然而，在维持pH中，目标值或范围通常保持恒定，以降低能够杀死或以其它方式损害污水处理的微生物群落的pH值波动。污水处理面临的另一个问题是，目前的处理方法和系统，如活性污泥系统，在除去某些养分如氮和磷中并非非常有效。细菌基(细菌类，基于细菌的，bacteria-based)系统在降低生物需氧量(BOD)方面较好，但不足之处在于，细菌通常不能够有效地将氮和磷隔离(螯合，消除，sequester)至目标水平。改进养分去除的最近策略包括使用其它工艺方法以：(a)经由硝化和反硝化步骤脱氮；和(b)通过化学/生物沉淀除磷。这些其它的工艺方法增加了资本要求，并且也许更重要的是，需要昂贵的有时甚至是危险的化学品投入，如甲醇才能从污物流中去除营养成分。
技术实现思路
r>本专利技术技术包括与通过循环有利于所需的真核微生物持续性或生存力而不利于有害原核微生物的持久性或生存力的生长介质的pH值的污水处理相关的系统、方法、设备、制造品(articlesofmanufacture)和组合物。例如，在给定的频率下使用系统设计用于上调和/或下调反应器的pH值达至少1个pH单位，就能够利用污水处理方法。按照这种模式调节pH值产生有助于降低原核生物的盛行并允许真核生物存活的生理学应激原。根据本文提供的描述，进一步的应用领域将变得显而易见。在本
技术实现思路
中的描述和具体实施例旨在仅仅举例说明之目的而并非旨在限制本公开内容的范围。附图说明本文所描述的附图仅用于所选择的实施方式的举例说明的目的，而并非所有可能的实施方式，并且并不旨在限制本公开内容的范围。图1是显示根据本专利技术技术的pH控制生物反应器的工艺流程图，其中虚线流动路径表示可选工艺过程，包括菌种接种系统，营养物添加系统，厌氧消化工艺过程，收获系统，干燥系统，金属复合(络合，complexing)系统，和菌种接种罐(箱，槽，tank)和/或主要生物反应器的光源。图2是序批式(sequencingbatch)反应器构造的一个实施方式的工艺流程图。图3用于从污水生长罐中分离出藻类的膜装置的一个实施方式的工艺流程图，其中，例如，该装置能够用于SBR构造中。一些生物质被除去并用于接种其它罐，在这些其它罐中藻类能够基于用于接种生长室的健康和年龄进行选择。图4在所选藻类菌株既是能动的又能是趋光性时从非健康或有害微生物中挑选出健康的合乎需要的微生物的技术的工艺流程图。图5显示了另一种藻类分离技术，其中光源用于排除合乎需要的微生物，而使之可以从有害微生物中分离用于重新接种生长室并培养所需的微生物群落。图6显示了控制pH和使用异养藻类以降低污水生化需氧量(biochemicaloxygendemand)并同时产生藻类生物质的序批式反应器(SBR)构造。图7是在构造用于低pH的工艺方法中在工业污水中使用异养藻类生产生物质的构造。图8是使用低pH生物质室生产藻类生物质的工艺流程图。在此构造中，CO2源是原位产生的生物气燃烧并有另外的厌氧消化预处理步骤。图9显示了具有预想用于将目标微生物加到主处理池之前繁殖目标微生物的独立菌种罐的处理系统的详细构造的工艺流程图。显示的压滤机图示说明了除去处理微生物并降低处理出水中固体含量的收获工艺方法的实施例。图10是4个小型(小试，实验室规模，bench-scale)实验(T1，T2，T3，和T4)的结果，证明了低pH生物处理方法的BOD去除效率。眼虫藻属和其它异养原生生物/藻类(5或15ml)的接种物(分别)加入到95或85ml的未处理啤酒厂污水中。pH降低至5并每24小时进行取样。使用标准方法对离心样品的上清液进行BOD分析。图11是4个小型实验(T1，T2，T3，和T4)的结果，证明了低pH生物处理方法的COD去除效率。眼虫藻属和其他异养原生生物/藻类(5或15ml)的接种物(分别)加入到95或85ml的未处理啤酒厂污水。pH降低至5并每24小时取样。使用HACH品牌的COD分析管和方案对离心样品的上清液进行化学需氧量(COD)分析。图12是4个小型实验(T1，T2，T3，和T4)的结果，证明了低pH生物处理方法的总氮去除效率。眼虫藻属和其他异养原生生物/藻类(5或15ml)的接种物(分别)加入到95或85ml的未处理啤酒厂污水。pH降低至5并每24小时取样。使用HACH品牌的总氮方案对离心样品的上清液进行总氮分析。图13是从4个小型实验获得的数据，显示了四个培养物(T1，T2，T3和T4)在第0，1，3和8天的化学需氧量(COD)，总氮(TN)，总悬浮固体(TSS)和生物需氧量(BOD)。具体实施方式以下描述技术在主题问题、一个或多个专利技术的生产和用途的性质上仅仅是示例性的，并不是为了限制本申请或要求本申请的优先权所可以提交的这种其它申请，或由其授权的专利中要求保护的任何具体专利技术的范围，应用或用途。对于所公开的方法，所陈述的步骤的顺序本质上是示例性的，而因此步骤的顺序在各个实施方式中能够各不相同。除了另外明确说明之处，本说明书内的所有数量，包括反应和/或使用的材料或条件的量应该理解为通过单词“约”修饰而描述本技术的最广泛范围。本专利技术技术在结合设计用于上调和/或下调反应器的pH超过1整个pH单位(即，氢离子浓度10倍变化)的系统的污水处理方法中利用异养真核生物，其中pH调节能够发生于给定的频率下。pH要么上调，要么下调从而产生有助于降低原核生物的盛行并允许真核生物存活的生理学应激原。本专利技术技术使用2天停留时间能够实现显著降低生化需氧量(BOD)(例如，约95％)，总磷(P)(例如，约90％)，总氮(N)(至多达约70％)。然而，通过提高藻类可利用的BOD，N和P的可利用性，该方法能够进<本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种有利于真核微生物的生存力而不利于原核微生物的生存力的污水处理方法，所述方法包括：在第一pH值和第二pH值之间调节所述污水的pH，所述污水包括所述真核微生物。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.03.15 US 61/800,6171.一种有利于真核微生物的生存力而不利于原核微生物的生存力的污
水处理方法，所述方法包括：
在第一pH值和第二pH值之间调节所述污水的pH，所述污水
包括所述真核微生物。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述污水的pH在所述第一pH值
和所述第二pH值之间调节小于约4小时。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述调节步骤包括多次循环所述
第一pH值和所述第二pH值之间的pH。
4.根据权利要求3所述的方法，其中每次循环进行小于约4小时。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述真核微生物包括异养真核微
生物。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述真核微生物包括光合能动真
核微生物。
7.根据权利要求1所述的方法，其中所述真核微生物包括藻类。
8.根据权利要求1所述的方法，其中所述真核微生物是眼虫藻属。
9.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一pH值和所述第二pH值
相隔至少约1个pH单位。
10.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一pH值和所述第二pH值
相隔至少约2个pH单位。
11.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一pH值和所述第二pH值
相隔至少约4个pH单位。
12.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一pH值和所述第二pH值
中的一个是小于约6的酸性pH值。
13.根据权利要求1所述的方法，其中所述调节步骤在所述污水采用所
述原核微生物厌氧消化之前。
14.根据权利要求13所述的方法，其中所述原核微生物包括硝化细菌。
15.根据权利要求13所述的方法，其中所述厌氧消化包括水解阶段、产
酸阶段、产乙酸阶段和产甲烷阶段。
16.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一pH值和所述第二pH值
中的一个是酸性pH值，并且进一步包括燃烧收集自厌氧消化的生
物气并将来自所述燃烧步骤的二氧化碳用于所述调节步骤，所述二
氧化碳在所述污水中形成碳酸从而获得酸性pH值。
17.根据权利要求1所述的方法，进一步包括对包含所述真核微生物的
所述污水曝气。
18.根据权利要求1所述的方法，进一步包括用光...

【专利技术属性】
技术研发人员：P·杰弗里·霍斯特，罗伯特·B·莱文，杰弗里·R·勒布伦，詹姆斯·布莱尔，
申请(专利权)人：艾尔格科技公司，P·杰弗里·霍斯特，罗伯特·B·莱文，杰弗里·R·勒布伦，詹姆斯·布莱尔，
类型：发明
国别省市：美国;US