本发明专利技术公开了一种微磁载体式菌藻生物膜反应器及其应用，该微磁载体式菌藻生物膜反应器上部设有进水口，微磁载体式菌藻生物膜反应器的顶部中间向内延伸设有灯管，微磁载体式菌藻生物膜反应器内部设有多孔布气板，多孔布气板底部通过气管连接有曝气头，曝气头外侧连接有气泵，微磁载体式菌藻生物膜反应器的侧壁下部设有出水口，微磁载体式菌藻生物膜反应器内装有微磁载体填料。使用该微磁载体式菌藻生物膜反应器处理废水，利用微磁载体填料的微磁作用促进微生物电子传递活性和能量代谢活性，使藻生物膜拥有更高的固碳脱氮效能，从而提高菌藻生物膜式污水处理系统的运行效率。藻生物膜式污水处理系统的运行效率。藻生物膜式污水处理系统的运行效率。
【技术实现步骤摘要】
一种微磁载体式菌藻生物膜反应器及其应用
[0001]本专利技术涉及一种用于污水脱氮和碳固定的高效低耗的菌
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藻耦合共生污水处理装置和污水处理方法，尤其设计一种基于微磁载体的高效脱氮固碳藻生物膜反应器及其应用，属于污水处理
技术介绍
[0002]目前主流污水处理工艺常采用活性污泥法，具有曝气能耗高、需外加碳源进行深度脱氮的问题。而藻生物膜技术对碳源依赖较低，极大减少了药耗；而且在脱氮除磷的同时，还可通过光合作用固碳产氧，减小了污水处理系统的曝气需求，形成的生物质还能用于产能，产生经济效益，是一种极具前景的低碳污水处理技术。然而，藻生物膜存在生长较慢、脱氮固碳速率较低的问题，一定程度上阻碍了该工艺的推广应用。亟需开发高效脱氮固碳的藻生物膜反应器。
[0003]CN114149084A公开了一种推流式菌藻生物膜系统，该系统包括反应器主体、引流组件和空心填料。引流组件将所述箱体分为若干区域，空心填料上接种有微藻，微藻和细菌不断在空心填料的内外表面附着生长，形成生物膜，生物膜与水体中的污染物充分接触并将其吸附和降解，使水质得到净化。上述技术采用普通填料，仅提供微生物附着生长的基质，挂膜慢且无法强化藻生物膜固碳脱氮效能。
技术实现思路
[0004]专利技术目的：本专利技术的目的是提供一种使用微磁载体负载生物量的藻生物膜反应器，即微磁载体式菌藻生物膜反应器，本专利技术的第二目的是提供该微磁载体式菌藻生物膜反应器在处理废水的应用。利用载体的微磁作用促进微生物电子传递活性和能量代谢活性，使藻生物膜拥有更高的固碳脱氮效能，从而提高菌藻生物膜式污水处理系统的运行效率。
[0005]技术方案：本专利技术的一种微磁载体式菌藻生物膜反应器，所述微磁载体式菌藻生物膜反应器上部设有进水口，所述微磁载体式菌藻生物膜反应器的顶部中间向内延伸设有灯管，所述微磁载体式菌藻生物膜反应器内部设有多孔布气板，所述多孔布气板底部通过气管连接有曝气头，所述曝气头外侧连接有气泵，所述微磁载体式菌藻生物膜反应器的侧壁下部设有出水口，微磁载体式菌藻生物膜反应器内装有微磁载体填料。
[0006]进一步地，所述微磁载体填料以40
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80％的填充率填充于微磁载体式菌藻生物膜反应器内部。
[0007]进一步地，所述微磁载体填料包括高密度聚乙烯、钕铁硼、亲水性辅料和亲电性辅料，所述高密度聚乙烯、钕铁硼、亲水性辅料和亲电性辅料的质量比为100：2
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14：2：1。
[0008]进一步地，所述亲水性辅料为斜发沸石，所述亲电性辅料为氧化铁。
[0009]进一步地，所述微磁载体填料的磁场强度为0.3
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1.5mT。
[0010]进一步地，所述微磁载体填料为空心圆状的球形结构。
[0011]进一步地，所述多孔布气板为伞状结构。
[0012]本专利技术所述微磁载体式菌藻生物膜反应器在处理废水的应用。
[0013]本专利技术还包括利用本专利技术所述微磁载体式菌藻生物膜反应器处理废水的方法，包括以下步骤：
[0014](1)挂膜阶段：将藻
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菌共生群落加入到微磁载体式菌藻生物膜反应器中，微磁载体填料上接种藻
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菌共生群落，在微磁载体填料内外表面形成生物膜；
[0015](2)处理废水阶段：废水经由进水口进入到微磁载体式菌藻生物膜反应器中，控制灯管设定光照时长，通过曝气头的气泵进行定时微曝气，经过伞形的多孔布气板在微磁载体式菌藻生物膜反应器内形成上流的微小气泡，使微磁载体填料流化并供气，微磁载体填料上的生物膜与废水中的污染物充分接触并将其吸附和降解，使废水水质得到净化，净化后的水最终从所述出水口流出。
[0016]进一步地，步骤(1)中，所述挂膜阶段为将藻
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菌共生群落加入到微磁载体式菌藻生物膜反应器中，营养液经由进水口进入到微磁载体式菌藻生物膜反应器中，保持水力停留时间为12
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24h，连续光照15天以上，为微藻和细菌生长繁殖提供所需光照条件，通过气泵进行定时微曝气，微曝气的时间间隔为每3小时曝气0.5小时，经过伞形的多孔布气板在微磁载体式菌藻生物膜反应器内形成上流的微小气泡，使微磁载体填料流化并供气，微藻和细菌不断在微磁载体填料内外表面附着生长，形成生物膜。
[0017]进一步地，所述营养液包含碳源，氮、磷、钙、镁等常量元素，以及铁、锌、锰、钴等微量元素。
[0018]进一步地，步骤(2)中，处理废水阶段保持水力停留时间为12
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24h。
[0019]进一步地，步骤(2)中，控制灯管设定光照时长：黑暗时长＝0.5
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3：1。
[0020]进一步地，步骤(2)中，所述定时微曝气的时间间隔为每3小时曝气0.5小时。
[0021]本专利技术通过设计一种使用微磁载体负载生物量的藻生物膜反应器，利用微磁载体填料的微磁作用促进微生物电子传递活性和能量代谢活性，使藻生物膜拥有更高的固碳脱氮效能，从而提高菌藻生物膜式污水处理系统的运行效率。
[0022]有益效果：与现有技术相比，本专利技术具有如下显著优点：
[0023](1)本专利技术利用磁场强化藻生物膜的脱氮固碳效能，在磁场作用下实现挂膜周期缩短30％，较非微磁载体反应器多去除3.6％
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14.3％总氮，固碳效果较非微磁载体反应器提高50％
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150％。
[0024](2)本专利技术方法在脱氮方面，总氮去除率最高达到97.5％，出水总氮浓度仅为0.76mg/L，比其他磁场条件下去除率提高了1.2％
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14.3％，出水氨氮去除率高达99.9％，出水硝氮仅有0.67mg/L。
[0025](3)本专利技术在固碳方面，添加微磁载体填料后叶绿素含量最高达0.854mg/L，是未添加磁场的2.5倍，表明微藻能通过光合作用吸收更多的二氧化碳。
[0026](4)本专利技术藻生物膜量最高达2.2mg，是未添加磁场(1.0mg)的2.2倍，，蛋白积累量最高为31.39mg/L，多糖积累量最高为15.12mg/L，本专利技术微磁载体填料后藻生物膜具有更加优越的固碳性能，同时有助于污水深度脱氮。
附图说明
[0027]图1为本专利技术中微磁载体式菌藻生物膜反应器的主视图；
[0028]图2为本专利技术中微磁载体式菌藻生物膜反应器的俯视图；
[0029]图3为本专利技术中所述的微磁载体填料的结构示意图；
[0030]图4为实施例2中从实际污水处理厂的好氧反应池壁获取藻
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菌共生群落经不同磁场强度微磁载体作用下藻生物膜物种组成变化图；
[0031]图5为实施例2中不同磁场强度下固碳效果图；
[0032]图6为实施例2中不同磁场强度下脱氮效果图。
具体实施方式
[0033]下面结合附图对本专利技术的技术方案作进一步说明。
[0034]实施例1
[00本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种微磁载体式菌藻生物膜反应器，其特征在于，所述微磁载体式菌藻生物膜反应器上部设有进水口(1)，所述微磁载体式菌藻生物膜反应器的顶部中间向内延伸设有灯管(2)，所述微磁载体式菌藻生物膜反应器内部设有多孔布气板(3)，所述多孔布气板(3)底部通过气管连接有曝气头(4)，所述曝气头(4)外侧连接有气泵(5)，所述微磁载体式菌藻生物膜反应器的侧壁下部设有出水口(7)，微磁载体式菌藻生物膜反应器内装有微磁载体填料(6)。2.根据权利要求1所述的微磁载体式菌藻生物膜反应器，其特征在于，所述微磁载体填料(6)以40
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80％的填充率填充于微磁载体式菌藻生物膜反应器内部。3.根据权利要求1所述的微磁载体式菌藻生物膜反应器，其特征在于，所述微磁载体填料(6)包括高密度聚乙烯、钕铁硼、亲水性辅料和亲电性辅料，所述高密度聚乙烯、钕铁硼、亲水性辅料和亲电性辅料的质量比为100：2
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14：2：1。4.根据权利要求1所述的微磁载体式菌藻生物膜反应器，其特征在于，所述亲水性辅料为斜发沸石，所述亲电性辅料为氧化铁。5.根据权利要求1所述的微磁载体式菌藻生物膜反应器，其特征在于，所述微磁载体填料(6)的磁场强度为0.3
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1.5mT。6.根据权利要求1所述的微磁载体式菌藻生物膜反应器，其特征在于，所述微磁载体填料(6)为空心圆状的球形结构，所述多孔布气板(3)为伞状结构。7.权利要求1
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6任一项所述微磁载体式菌藻生物膜反应器在处理废水的应用。8.利用权利要求1
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6任一项所述微磁载体式菌藻生物膜反应器处理废水的方法，包括以下步骤：(1)挂膜阶段：将藻
【专利技术属性】
技术研发人员：许柯，俞玥昕，林原，夏龙裔，马思佳，王艳茹，任洪强，
申请(专利权)人：南京大学，
类型：发明
国别省市：
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