一种稀土辅助提升菌藻共生系统处理污水效能的方法技术方案

一种稀土辅助提升菌藻共生系统处理污水效能的方法，本发明专利技术涉及城镇生活污水处理领域。本发明专利技术要解决现有菌藻共生体系中微藻生长受光因子限制的技术问题。方法：一、将微藻藻种在生活污水中驯化；二、配制含Ce元素物料；三、将驯化的微藻藻种和含Ce元素物料投加到待处理生活污水中，形成菌藻共生系统。本发明专利技术通过投加低浓度稀土提高藻类光合作用、呼吸作用相关酶类活性，从而提升藻类代谢活性及吸收降解污水污染物。本发明专利技术适用于城镇生活污水处理。

【技术实现步骤摘要】
一种稀土辅助提升菌藻共生系统处理污水效能的方法
本专利技术涉及城镇生活污水处理领域。
技术介绍
随着城市化建设越来越快，我国生活污水的排放量急剧上升，面对不容乐观的水资源现状，近年来我国不断加大污水处理力度，传统的污水处理工艺通常存在能耗高、存在二次污染、投资成本高、出水N、P含量高等问题。利用微藻净化生活污水，将污水处理与微藻培养相结合，不仅可以实现污水的资源化利用，培养的微藻还具有较高的经济和社会价值，但菌藻共生体系中微藻生长受光因子限制，急需开发能耗低、污水处理效果好的污水处理方法。
技术实现思路
本专利技术要解决现有菌藻共生体系中微藻生长受光因子限制的技术问题，而提供一种稀土辅助提升菌藻共生系统处理污水效能的方法。一种稀土辅助提升菌藻共生系统处理污水效能的方法，该方法按以下步骤进行：一、将微藻藻种在生活污水中驯化；二、配制含Ce元素物料；三、将步骤一驯化的微藻藻种和步骤二含Ce元素物料投加到待处理生活污水中，形成菌藻共生系统，控制系统内Ce离子浓度为0.3～1.0mg/L，藻细胞浓度为104～107cell/mL，曝气强度为0.3～0.9L/min，光暗周期为12小时光照，12小时黑暗，光照强度为50～100μm/(m2·s)，温度为25～30℃，待处理生活污水停留时间为6～9天，完成该方法。本专利技术的有益效果是：稀土元素可以使微藻的净光合放氧活性得到显著提高，促进光能由PSII向PSI的转移，促进与PSII有关的光合放氧和放氢作用。同时，稀土可以促进微藻细胞内SOD、CAT、POD等抗氧化酶活性增加，清除活性氧能力增强。本专利技术针对菌藻共生体系微藻生长受光因子限制以及微藻反应器运行不稳定等实际问题，基于稀土元素对微藻作用的“低剂量刺激”效应，采用稀土元素Ce促进菌藻共生体系处理生活污水。通过投加低浓度稀土提高藻类光合作用、呼吸作用相关酶类活性，从而提升藻类代谢活性及吸收降解污水污染物，解决城市生活污水中N、P去除问题的同时进一步降低能耗，为微藻处理污水的工程应用提供帮助，并使污水中的资源得到同步回收利用。本专利技术投加稀土元素后，微藻的蛋白质含量增加30％-50％，总叶绿素含量增加30-40％。低光照强度下(≤50μm/(m2·s))，微藻TN的去除率达到70％以上，氨氮的去除率达到85％以上，TP的去除率为90％以上，COD的去除率达到75％以上，接近或超过光照强度为100μm/(m2·s)时微藻对污水中污染物的去除效果。本专利技术用于污水处理。附图说明图1为实施例一所述反应器的结构示意图。具体实施方式本专利技术技术方案不局限于以下所列举的具体实施方式，还包括各具体实施方式之间的任意组合。具体实施方式一：本实施方式一种稀土辅助提升菌藻共生系统处理污水效能的方法，按以下步骤进行：一、将微藻藻种在生活污水中驯化；二、配制含Ce元素物料；三、将步骤一驯化的微藻藻种和步骤二含Ce元素物料投加到待处理生活污水中，形成菌藻共生系统，控制系统内Ce离子浓度为0.3～1.0mg/L，藻细胞浓度为104～107cell/mL，曝气强度为0.3～0.9L/min，光暗周期为12小时光照，12小时黑暗，光照强度为50～100μm/(m2·s)，温度为25～30℃，待处理生活污水停留时间为6～9天，完成该方法。具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是：步骤一所述驯化方法为：采用生活污水对微藻藻种进行培养。其它与具体实施方式一相同。具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是：步骤一所述微藻为蛋白核小球藻。其它与具体实施方式一或二相同。具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是：步骤二所述含Ce元素物料为Ce元素化合物粉末、Ce元素水溶液或Ce元素填料。其它与具体实施方式一至三之一相同。具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是：所述Ce元素化合物为CeCl3·7H2O。其它与具体实施方式一至四之一相同。具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至五之一不同的是：步骤三控制系统内Ce离子浓度为0.4～1.0mg/L。其它与具体实施方式一至五之一相同。具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一至六之一不同的是：步骤三控制系统内藻细胞浓度为105～106cell/mL。其它与具体实施方式一至六之一相同。具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式一至七之一不同的是：步骤三在系统内进行曝气。其它与具体实施方式一至七之一相同。具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式一至八之一不同的是：步骤三控制光生物反应器温度为26～27℃。其它与具体实施方式一至八三之一相同。具体实施方式十：本实施方式与具体实施方式一至九之一不同的是：步骤三在光生物反应器中形成菌藻共生系统，所述光生物反应器包括柱形容器和底托架10，在柱形容器的顶端设置进料接种口1和排气口2，在柱形容器侧壁由上至下设置多个取样口，并在侧壁外围绕光照系统9，在柱形容器的底部设置曝气盘7，曝气盘进气口8设置在柱形容器外部，柱形容器下端与底托架10固定。其它与具体实施方式一至九之一相同。采用以下实施例验证本专利技术的有益效果：实施例一：本实施例一种稀土辅助提升菌藻共生系统处理污水效能的方法，其特征在于该方法按以下步骤进行：一、使用标准的BG11培养基，将蛋白核小球藻(FACHB-5)进行培养，然后取生长状态良好的微藻，以生活污水作为培养液进行培养驯化；二、采用CeCl3·7H2O(分析纯)和蒸馏水，配制Ce3浓度为1000mg/L的Ce元素水溶液；三、将步骤一驯化的微藻藻种和步骤二含Ce元素物料投加到注有生活污水的光生物反应器中，控制光生物反应器各项参数，形成菌藻共生系统，完成该方法；所述光生物反应器包括柱形容器和底托架10，在柱形容器的顶端设置进料接种口1和排气口2，在柱形容器侧壁由上至下设置四个取样口，并在侧壁外围绕光照系统9，在柱形容器的底部设置曝气盘7，曝气盘进气口8设置在柱形容器外部，柱形容器下端与底托架10固定。步骤三控制光生物反应器中Ce离子浓度为1.0mg/L。步骤三控制光生物反应器中藻细胞浓度为105～106cell/mL。步骤三控制光生物反应器的曝气强度为0.6L/min。步骤三控制光生物反应器的光暗周期为12小时光照，12小时黑暗，光照强度为50μm/(m2·s)。步骤三控制光生物反应器温度为26℃步骤三控制生活污水停留时间为9天。步骤三所述光生物反应器的柱形容器侧壁由上至下设置四个取样口，分别为第一取样口3、第二取样口4、第三取样口5和第四取样口6。经测量反应器出水的氨氮、总磷和COD水质指标。TN的去除率为73.33％，氨氮的去除率为89.98％，TP的去除率为94.53％，COD的去除率为75.55％。且微藻的蛋白质含量增加30本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种稀土辅助提升菌藻共生系统处理污水效能的方法，其特征在于该方法按以下步骤进行：/n一、将微藻藻种在生活污水中驯化；/n二、配制含Ce元素物料；/n三、将步骤一驯化的微藻藻种和步骤二含Ce元素物料投加到待处理生活污水中，形成菌藻共生系统，控制系统内Ce离子浓度为0.3～1.0mg/L，藻细胞浓度为10

【技术特征摘要】
1.一种稀土辅助提升菌藻共生系统处理污水效能的方法，其特征在于该方法按以下步骤进行：
一、将微藻藻种在生活污水中驯化；
二、配制含Ce元素物料；
三、将步骤一驯化的微藻藻种和步骤二含Ce元素物料投加到待处理生活污水中，形成菌藻共生系统，控制系统内Ce离子浓度为0.3～1.0mg/L，藻细胞浓度为104～107cell/mL，曝气强度为0.3～0.9L/min，光暗周期为12小时光照，12小时黑暗，光照强度为50～100μm/(m2·s)，温度为25～30℃，待处理生活污水停留时间为6～9天，完成该方法。


2.根据权利要求1所述的一种稀土辅助提升菌藻共生系统处理污水效能的方法，其特征在于步骤一所述驯化方法为：采用生活污水对微藻藻种进行培养。


3.根据权利要求1所述的一种稀土辅助提升菌藻共生系统处理污水效能的方法，其特征在于步骤一所述微藻为蛋白核小球藻。


4.根据权利要求1所述的一种稀土辅助提升菌藻共生系统处理污水效能的方法，其特征在于步骤二所述含Ce元素物料为Ce元素化合物粉末、Ce元素水溶液或Ce元素填料。


5.根据权利要求4所述的一种稀土辅助提升菌藻共生系统处理污...

【专利技术属性】
技术研发人员：左薇，杨慧丽，朱惟琛，张军，寇明月，周正明，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23