一种悬浮微藻生物膜颗粒反应器和污水处理方法技术

本发明专利技术公开了的悬浮微藻生物膜颗粒反应器，包括壳体、至少一个光源、灯套和曝气器，壳体用于存放有微藻细胞的污水，污水中的固定颗粒能吸附微藻细胞形成微藻生物膜颗粒，布置于壳体的腔体内的光源用于为悬浮微藻生物膜颗粒提供光照并提供热量；灯套将光源密封；曝气器设置在壳体的底部，污水处理方法采用此反应器，污水处理方法，采用此反应器，包括在壳体的进液口加入有浊度的污水和微藻细胞；开启光源并调节光源的光照强度和发热量；通过曝气器通入CO2气体进行向上曝气，并使壳体内的反应温度固定不变；开始微藻生物膜颗粒的培养和污水处理，本反应器和方式，能提高对污水处理的效率，同时减少有浊度污水处理成本。同时减少有浊度污水处理成本。同时减少有浊度污水处理成本。

【技术实现步骤摘要】
一种悬浮微藻生物膜颗粒反应器和污水处理方法


[0001]本专利技术涉及废弃资源处理
，具体涉及一种悬浮微藻生物膜颗粒反应器和污水处理方法。

技术介绍

[0002]随着人民生活水平的不断提高和工业农业的迅速发展，污水的排放量不断增加，污水处理的不及时和不彻底导致环境污染问题日益严重，生态环境受到了巨大的破坏。污水中氨氮、COD等污染物远远高于国家排放标准(GB18596
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2001)。而传统处理污水的方法又存在成本高、能耗高、工艺复杂、处理效果差等弊端，如何高效清洁的处理废水成为了人们重点关注的问题。
[0003]微藻是一种高光合效率的自养的单细胞微生物，生长速度快，生长周期短，能够高效的吸收和转化污水中的氨氮、COD、磷等营养物质，在短时间内完成废水的处理，使污水达到排放标准。微藻处理废水不需要添加化学物质，不会产生二次污染，对环境友好，同时微藻生长过程中需要吸收大量的二氧化碳，有助于减少温室气体排放。微藻的生物质也可以用作饲料、燃料、化学品等生产的原料，具有很好的经济价值，因此利用微藻净化废水是一种低成本手段。
[0004]生物膜是微藻养殖的一种方式，利用微藻细胞与载体基质间存在相互约束使得藻细胞固定于载体基质表面生长，微藻分泌的胞外聚合物能促进微藻与废水的细菌在载体表面附着，形成团体效应，抵抗废水复杂组分的极端环境，对有毒物质侵害有缓冲的作用。在废水处理中，采用微藻在载体基质上的生物膜培养方式，形成微藻生物膜颗粒，进一步在光生物反应器内受到气液作用力与重力平衡，进而在反应器内部形成悬浮微藻生物膜颗粒；
[0005]目前部分微藻生物膜颗粒反应器，采用光直接照射到悬浮微藻生物膜颗粒上，生物量密度大，能够突破光传输限制，光传输效率高，光合作用增强，同时废水里面营养物质和CO2的传质限制也得到改善。虽然利用悬浮颗粒反应器使得光传输有一点改善，但是由于大多数废水本身存在浊度以及微藻自身对光存在一定的遮蔽效果，使得光源利用受限，这大大降低了微藻的光合速率。
[0006]目前一些光生物反应器考虑到了光传输的问题。如：薄层光生物反应器主要是利用薄层的特点，在同体积废水处理下，与其他柱状反应器相比减少了废水暗区的部分，增大藻液与光的接触面积，使藻液更大程度的进行光合作用。薄层光生物反应器通常由一个透明的平板反应器和光源组成，将其应用于存在一定浊度的污水处理，在同样的废水处理量下，相比柱状反应器它消耗的材料更多，不具有经济优势，而且壁面污染不易进行清洗，后期甚至由于壁面的污染，导致光合速率下降，难以大规模应用；而喷淋式光生物反应器可以使污水中微藻充分地接触光源，但微藻容易受到环境因素的影响，需要对环境严格控制，生物膜容易被污染，而且反应器体积小，同样存在处理废水的规模小和建设成本较高的劣势；此外，管式光生物反应器可以实现高密度的微藻培养，从而提高光合作用速率，但由于反应器管道的限制，管式光生物反应器中存在光照不够均匀、容易氧中毒、维护难度大、设备成
本高等问题。

技术实现思路

[0007]针对现有技术存在的不足，本专利技术要解决的技术问题是提供一种悬浮微藻生物膜颗粒反应器和污水处理方法，能提高对污水处理的效率，同时减少有浊度污水处理成本。
[0008]为了实现上述目的，本专利技术是通过如下的技术方案来实现：一种悬浮微藻生物膜颗粒反应器，包括：
[0009]壳体，用于存放污水，所述污水中的固定颗粒能吸附加入至所述壳体的中的微藻细胞形成微藻生物膜颗粒，所述壳体底部侧面设置有出液管，所述壳体的上部设置有进液管和排气口；
[0010]至少一个光源，布置于所述壳体的腔体内，多个所述光源间隔设置，所述光源用于为所述悬浮微藻生物膜颗粒提供光照并提供热量；
[0011]灯套，每个所述光源外套设有所述灯套，且所述灯套将所述光源密封，所述灯套能透光；及
[0012]曝气器，设置在所述壳体的底部，用于对所述壳体内的污水曝气。
[0013]进一步地，还包括固定装置，用于固定所述灯套。
[0014]进一步地，所述壳体上设置有取样口。
[0015]进一步地，多个所述光源在所述壳体内呈矩阵或环形整理布置。
[0016]进一步地，所述微藻生物膜颗粒在自重、水流和气流的作用下呈悬浮状态。
[0017]一种污水处理方法，采用上述的浮微藻生物膜颗粒反应器，该处理方法包括以下步骤：
[0018]在壳体的进液口加入有浊度的污水和微藻细胞，污水中的固定颗粒能吸附微藻细胞形成微藻生物膜颗粒；
[0019]开启光源并调节光源的光照强度和发热量；
[0020]通过曝气器通入CO2气体进行向上曝气，并使微藻生物膜颗粒在壳体内呈悬浮状；
[0021]开始微藻生物膜颗粒的培养和污水处理；
[0022]污水流出。
[0023]进一步地，所述进液管与出液管大小由实际废水处理所需的水力停留时间和液体流量确定。
[0024]进一步地，所述光源的数量根据废水的实际浊度情况确定。
[0025]进一步地，所述光源的间距根据不同光衰减情况确定。
[0026]进一步地，本污水处理方法采用序批式培养方式或连续培养方式。
[0027]本专利技术的有益效果：
[0028]上述悬浮微藻生物膜颗粒反应器和污水处理方法，在进行废水处理时，采用废水中自然界中自然存在固定颗粒如多孔结构和粘性分泌物的废弃物作为载体基质，吸附微藻细胞形成生物膜颗粒，不需要额外的增加人工生产载体基质，可大大的节约成本。
[0029]通过采用内置光源，根据具体的使用情况需要进行合理的选择和设计，由于光源的强度和热量可调，在微藻生物膜颗粒培养过程中，可以根据光源的热量产生情况来设计微藻培养的进行温度控制，从而培养出在特定情况下的去污能力强的悬浮微藻生物膜颗
粒，使本反应器能在温度较低如冬季的情况下进行微藻废水处理。
[0030]利用曝气器曝出的CO2气体为微藻生物膜颗粒提供碳源，同时微藻生物膜颗粒受到底部曝气的浮力而悬浮，提高了气液传质效率，微藻生物膜颗粒光暗循环运动提高对光能的利用率，用内置的多个光源在反应器内部形成多角度光源，多角度光源缓解了因废水浊度和藻自身色素浓度影响的光衰减，提高光的传输和光区比例，从而提升了微藻的光合速率和污染物脱除效率。
[0031]此外，本专利技术还可广泛应用于碳减排、废弃资源化利用等领域，并具有广泛的应用前景。
附图说明
[0032]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式，下面将对具体实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
[0033]图1为本专利技术一实施例提供的一种悬浮微藻生物膜颗粒反应器的示意图；
[0034]图2为图1所示的一种悬浮微藻生物膜颗粒反应器进行污水处理时不同灯管数量和不同间距的布置方式示例示意图；
[0035]图3为本专利技术一实施例提供一种污水处理方法；
[0036]图4为采用本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种悬浮微藻生物膜颗粒反应器，其特征在于，包括：壳体，用于存放污水，所述污水中的固定颗粒能吸附加入至所述壳体的中的微藻细胞形成微藻生物膜颗粒，所述壳体底部侧面设置有出液管，所述壳体的上部设置有进液管和排气口；至少一个光源，布置于所述壳体的腔体内，多个所述光源间隔设置，所述光源用于为所述悬浮微藻生物膜颗粒提供光照并提供热量；灯套，每个所述光源外套设有所述灯套，且所述灯套将所述光源密封，所述灯套能透光；及曝气器，设置在所述壳体的底部，用于对所述壳体内的污水曝气。2.根据权利要求1所述的悬浮微藻生物膜颗粒反应器，其特征在于，还包括固定装置，用于固定所述灯套。3.根据权利要求1所述的悬浮微藻生物膜颗粒反应器，其特征在于，所述壳体上设置有取样口。4.根据权利要求1所述的悬浮微藻生物膜颗粒反应器，其特征在于，多个所述光源在所述壳体内呈矩阵或环形整理布置。5.根据权利要求1所述的悬浮微藻生物膜颗粒反应器，其特征在于，所述微藻生物膜颗粒在...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖强，朱恂，黄云，夏奡，朱贤靑，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：