一种微藻拟植物用于处理反渗透浓水的系统技术方案

本发明专利技术涉及污水净化技术领域，具体涉及一种微藻拟植物用于处理反渗透浓水的系统和方法。所述系统由亲水材料和微藻组成，微藻接种在亲水材料表面和/或其内部；亲水材料的一端浸入反渗透浓水中，其余部分位于反渗透浓水之上暴露在空气中。通过将微藻接种在亲水材料上，仅使亲水材料的端部与反渗透浓水接触，利用亲水材料的毛细蒸腾作用，将反渗透浓水中的水分和污染物成分向上传输，附着在亲水材料上的微藻对反渗透浓水中的氮磷等污染物进行吸收，实现污染物的生物质资源转化，水分则蒸发进入大气中，实现了反渗透浓水的零排放处理；微藻不用分散在反渗透浓水中，也省去了微藻与废水的分离过程，使得微藻的收获成本更低，效率也更高。

【技术实现步骤摘要】
一种微藻拟植物用于处理反渗透浓水的系统
本专利技术涉及污水净化
，具体涉及一种微藻拟植物用于处理反渗透浓水的系统。
技术介绍
公开该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。随着人口的增长和城市化进程的加快，生活污水及工业废水的产量不断增长，其中往往含有大量氮磷元素，若未经处理排放于江河湖海中，极易造成水华的爆发，影响环境质量及用水安全。在众多污水再生处理技术中，反渗透(Reverseosmosis，RO)技术应用于再生水生产具有再生水质量高、产水水质稳定、自动化程度高、占地面积小等优势，已在城市污水再生处理等领域得到广泛应用，以满足高品质再生水的生产需求。RO技术主要利用压力推动，借助RO膜的选择透过性分离溶液中的溶剂和溶质。RO膜的孔径范围为0.1-1nm，对污水中无机盐、难降解有机物、病原微生物等均具有良好的去除效果。典型城市污水RO再生处理的布置通常为一级两段式，总回收率(即产水量)约为50-75％，RO浓水的生成量约占进水总量的25-50％，即污染物被浓缩至进水浓度的2-4倍。RO浓水中污染物的组成成分较为复杂，主要包括氮磷等营养物质、高浓度无机盐、RO工艺投加药剂、难降解有机物等。大量RO浓水处理技术问题是膜污染技术限制以外的制约RO技术进一步扩大应用的关键因素之一。若这些含有高盐度、高浓度有机物的浓水未经妥善处理直接排放，既会造成水资源的严重浪费，还会带来严重的环境污染。若排入市政污水处理系统，会对生化系统产生不利影响。因此在浓水排放到自然水体和回收前，应对反渗透浓水中高浓度的氮磷进行适当的处理。微藻是一类具有光合自养能力的单细胞微生物，广泛分布于河流、湖泊、海洋等各类水环境中。微藻可通过光合作用同化吸收环境中的CO2等无机碳与氮磷等营养元素合成油脂、蛋白、多糖等有机物，将光能转化为化学能储存至细胞中，是生物柴油、功能食品、饲料、生物燃料的原材料。基于该原理，将微藻生物质生产与污水深度脱氮除磷进行耦合，微藻可在高效脱除污水中氮磷等营养物的同时，积累高价值微藻生物质，具有广阔的应用前景。利用微藻污水脱氮除磷具有诸多优势，诸如：可同时脱氮除磷且无需有机碳源，生长速度快，光合作用效率高，能在可控条件下实现氮磷的高效脱除和生物质的快速积累；抗污染能力强，生物质应用前景广泛。因此，基于微藻的脱氮除磷工艺在去除污水中污染物的同时获得高价值生物质产品，避免了污水处理后污泥处置与二次污染等问题，稳定高效且生态安全。但是，利用微藻处理污水的应用仍存在一些问题，现有技术中一般将微藻添加到污水中悬浮生长，后续为了获得微藻生物质需要将微藻进行采收，往往存在采收能耗大、成本高的问题。
技术实现思路
针对现有技术中存在的反渗透浓水需要降解处理以及微藻处理污水后采收难度大、成本高的技术问题，本专利技术提供了一种微藻拟植物用于处理反渗透浓水的系统，能够在不将微藻分散在反渗透浓水中的情况下实现反渗透浓水的处理和微藻生物质的高效、低成本采收，并且实现了反渗透浓水的零排放处理。现有技术中已经有研究将微藻用于反渗透浓水的处理，如专利申请CN206298430，该方案将微藻直接加入到反渗透浓水中，使微藻在反渗透浓水中悬浮生长，微藻将反渗透浓水进行净化后再将微藻和处理后的废水进行分离，但是这就存在微藻采收难的问题。现有技术中微藻的采收通常采用离心分离、沉降、过滤、浮选和絮凝等方法，需要投入的设备和制剂比较复杂，采收成本都较高。本专利技术则进行了改进，通过将微藻接种在亲水材料上，仅仅使亲水材料的端部与反渗透浓水接触，利用亲水材料的毛细蒸腾作用，将反渗透浓水中的水分和污染物成分向上传输，附着在亲水材料上的微藻对反渗透浓水中的氮磷等污染物进行吸收，实现污染物的生物质资源转化，水分则蒸发进入大气中，实现了反渗透浓水的零排放处理；本专利技术的系统和方法使得微藻不用分散在反渗透浓水中，因此也省去了后续微藻与处理后的反渗透浓水的分离过程，使得微藻的收获成本更低，收获效率也更高。为了实现上述目的，本专利技术的技术方案如下所述：在本专利技术的第一方面，提供一种微藻拟植物用于处理反渗透浓水的系统，所述系统由亲水材料和微藻组成，微藻接种在亲水材料表面和/或其内部；亲水材料的一端浸入反渗透浓水中，其余部分位于反渗透浓水之上暴露在空气中。本专利技术中，所述亲水材料模拟植物的根茎，一方面用于反渗透浓水中污染物和水分的传输，一方面用于微藻的附着；所述微藻模拟植物的叶片，吸收亲水材料传输上来的反渗透浓水中的污染物，实现污染物的生物质资源转化，并且水分通过拟植物根茎和叶片蒸发进入大气中。本专利技术中的微藻不直接与反渗透浓水进行接触，避免了微藻在反渗透浓水中的分散。本专利技术的具体实施方式具有以下有益效果：本专利技术通过将微藻接种在亲水材料上，仅仅使亲水材料的端部与反渗透浓水接触，利用亲水材料的毛细蒸腾作用，将反渗透浓水中的水分和污染物成分向上传输，附着在亲水材料上的微藻对反渗透浓水中的氮磷等污染物进行吸收，实现污染物的生物质资源转化，水分则蒸发进入大气中，实现了反渗透浓水的零排放处理；本专利技术的系统和方法使得微藻不用分散在反渗透浓水中，因此也省去了后续微藻与处理后的反渗透浓水的分离过程，使得微藻的收获成本更低，收获效率也更高，解决了现有技术中微藻在污水中悬浮生长导致的微藻采收难的问题。附图说明构成本专利技术的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。图1为本专利技术微藻拟植物用于处理反渗透浓水的系统示意图；图2为本专利技术实施例中微藻拟植物用于处理反渗透浓水的系统的小试系统示意图。具体实施方式应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本申请使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。本专利技术的一种实施方式中，提供了一种微藻拟植物用于处理反渗透浓水的系统，所述系统由亲水材料和微藻组成，微藻接种在亲水材料表面和/或其内部；亲水材料的一端浸入反渗透浓水中，其余部分位于反渗透浓水之上暴露在空气中。本专利技术中，所述亲水材料模拟植物的根茎，一方面用于反渗透浓水中污染物和水分的传输，一方面用于微藻的附着；所述微藻模拟植物的叶片，吸收亲水材料传输上来的反渗透浓水中的污染物，实现污染物的生物质资源转化，并且水分通过拟植物根茎和叶片蒸发进入大气中。本专利技术中的微藻不直接与反渗透浓水进行接触，避免了微藻在反渗透浓本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微藻拟植物用于处理反渗透浓水的系统，其特征在于，所述系统由亲水材料和微藻组成，微藻接种在亲水材料表面和/或其内部；/n亲水材料的一端浸入反渗透浓水中，其余部分位于反渗透浓水之上暴露在空气中。/n

【技术特征摘要】
1.一种微藻拟植物用于处理反渗透浓水的系统，其特征在于，所述系统由亲水材料和微藻组成，微藻接种在亲水材料表面和/或其内部；
亲水材料的一端浸入反渗透浓水中，其余部分位于反渗透浓水之上暴露在空气中。


2.如权利要求1所述的微藻拟植物用于处理反渗透浓水的系统，其特征在于，所述亲水材料通过悬吊的方式固定，或者通过包覆在支撑骨架表面进行固定。


3.如权利要求2所述的微藻拟植物用于处理反渗透浓水的系统，其特征在于，所述支撑骨架选自具有一定硬度的材料，优选钢丝或铁丝，进一步优选为钢丝。


4.如权利要求1所述的微藻拟植物用于处理反渗透浓水的系统，其特征在于，所述亲水材料由主茎和分支茎构成，所述分支茎从主茎的端部向各个方向延伸。


5.如权利要求1所述的微藻拟植物用于处理反渗透浓水的系统，其特征在于，所述主茎与分支茎的数量比为...

【专利技术属性】
技术研发人员：张建，庄林岚，于慧芳，梁爽，胡振，谢慧君，吴海明，郭子章，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：山东;37