基于藻类的生物修复系统和方法，其中藻类在具有由养分系统提供养分的光生物反应器中生长。将需要修复的流出流输送到池或塘，该塘中重复地接种有在光生物反应器中生长的藻类。光生物反应器包括使用来自养分系统的生长培养基生长稠密的藻类的罐，并利用一个或多个通流管与扩散器一起制造罐中的流体流动，以混合和搅动生长的藻类种类。通过使用光管可以在罐的整个体积中制造基本上均匀地发光，该光管具有交替的消光的和未消光段，并设计该光管耦合来自罐外部的光源的光。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
大体来说，本专利技术涉及污物处理系统和方法，以及更具体来说，本专利技术涉及利用厌氧和好氧微生物的污物处理系统用于生物修复(bioremediation)。
技术介绍
在世界范围内有大量的污物在被倾倒在最近的开放水源之前没有经过任何类型的处理，这导致了国际化的健康危机。由于缺少清洁水每天都有人死亡。由富营养化的污物(waste)的排放导致的不稳定的生态系统致使鱼的死亡率非常高，海底植物的死亡非常高以及高浓度的病原菌。这是此类污物流缺少处理或处理很差并排放所产生的直接后果。在过去的十年，这样的后果例如在开放水源中由于营养条件导致的灾难性的藻类水华(algaebloom)显著增加，并且导致了史无前例的环境问题。传统的现有技术的污物处理系统通常利用机械曝气以及化学处理。这种系统的构建和运行成本高，其原因不仅仅在于曝气过程的能量成本高，还由于在这类系统中运行昂贵的机器需要人力成本。这样的机械/化学处理装置，即使是现在技术发展过程中考虑的那些，所具有的标价在百万甚至于成百上千万美金，这导致其过于昂贵，过去在美国和其它发达区域的许多组织无法承受这样的污物处理系统。结果，世界人口中的大部分与大量的污物污染一起生活。在过去已经强调了污物的生物修复。此类生物修复系统通常利用需氧和厌氧过程的组合。具体来说，这样现有技术的系统通常使用厌氧细菌来消化有机物并释放生物气(biogas)，且与产生氧的光养生物结合来加速由好氧细菌进行的有机质的降解。(同时，好氧细菌产生光养生物所需的二氧化碳)。厌氧消化通过夺取病原菌的氧而杀死在未经处理的污物中的大量病原菌。此外，厌氧细菌能够消化大量生物活性固体(biologicallyactivating solid)。通过这样的厌氧消化过程,生物好氧量(BOD)和化学好氧量(COD)水平被显著降低，除此之外降低了污物中的固体含量值。以这样的方式，可以控制好氧和厌氧过程互补的性质并将有机材料降解为元素形式，而不需要使用在传统的机械曝气/化学处理污物修复设备中目前使用的“热、打击(beat)以及处理”系统。很长时间以来认为藻类是用于污物的此类生物修复的合适的光养生物。使用此类方法的一个大型的项目是在California的St.Helena污物处理厂，以及在世界其它的地区已经投入使用的其它的此类污物处理厂。这样的方案已经显示出大量期望的特征，但是也具有明显的缺点。因为，这些现有技术的系统没有用来控制存在的藻 类种类(一种或多种)的机构，它们的藻类培养物随时间变化，通常具有所不期望的结果。此类不期望的结果包括:在处理的末端无法简单与水分离的种类的生长；在“正常”条件下生长良好但不能在移动过程(例如工厂污染物的流入)中生长的种类的繁殖；或者生长良好但不能进行全部所期望的修复的藻类种类的繁殖。此外，缺乏用于有效地进行藻类的补充的机构，冲刷事件(例如，由暴风雨导致)可能会严重地稀释藻类培养物的密度，使得该系统以不可接受的缓慢速度恢复至有效培养物密度。因此，存在针对污物修复体系和方法的长期的、增长的需求，所述体系和方法是节约成本的并且提供有效的、稳定的修复。
技术实现思路
本专利技术提供针对污物和其它污染流体流(fluid stream)的有效的、节约成本的生物修复系统和方法。在一个方面，本专利技术包括用于生长高浓度藻类的光生物反应器(以下，有时简称为PBR)。该PBR包 括具有具体设置了分布在其中的光管的罐，从而引起基本上在整个罐中的高密度藻类生长。罐中的流体流动被保持在足够低的水平以防止对藻类的损害并且同时使得流体(fluid)在整个罐中流通。本专利技术的另一方面包括用于向PBR或其它生长系统提供养分的培养基系统(medium system)。该养分系统(nutrient system)可以包括大量单独地选定的成分,其随后通过大量的计量泵会聚集成养分流，或在一些实施方式中，可以从厌氧消化器的流出的一部分获得。在一些实施方式中，厌氧消化器形成整体的生物修复系统的第一阶段。厌氧消化器阶段，除了提供富含微量和巨量养分(macronutrient)的流体之外，还向PBR提供大量CO2，其有助于PBR中的藻类生长。此外，厌氧消化器产生大量的生物气，该生物气可以被传统的生物气动力的发电机所利用以产生运行本专利技术生物修复系统所需的至少部分电。在生物气的燃烧之前、之后或代替生物气的燃烧，来自生物气的二氧化碳可以用于塘(lagoon)或池中以促进藻类的生长。在燃烧生物气的情况下，得到的热能可以用于对塘中的水进行加热，以加速塘中所进行的各种所期望的生物过程。本专利技术的还另一个方面包括修复塘或池(尽管通常不需要使用水沟型设计)，在修复池中添加来自光生物反应器系统的高密度的藻类接种物。来自厌氧消化器阶段的流出液(effluent)中的一部分(在很多情况下是大部分)提供了在修复池中待修复的进入流体流。在一些实施方式中，该修复池可以是利用多种生物能量使得其可以处理残留在来自厌氧消化器阶段的剩余的CO2、氮以及磷的多相池(multiphasic pond)。在至少一些实施方式中，多相池包括多个水平的层(horizontal strata)，例如:在表面为好氧，在底部为好氧/厌氧和厌氧。整体的功能是用于除去通过使用光养微生物后系统中剩余的氮和磷，并且同时消耗CO2和产生O2以辅助来自厌氧消化的剩余的流出液的降解。针对每一种操作或使用用途可以单独控制这些池的大小。附图说明图1示出根据本专利技术的一个方面的水修复的实施方式的示意图。图2A和2B分别显示了根据本专利技术的一个方面的具有单独通流管的光生物反应器的实施方式的横截面的侧视图和放大视图。图2C示出具有多个通流管的光生物反应器的备选的实施方式。图2D示出光生物反应器的另外的实施方式，其利用具有根据本专利技术的一方面的光棒的平行板。图2E示出利用平行板和外部照明的光生物反应器的备选的实施方式。图2F示出根据本专利技术的一方面的光生物反应器的运行的流程图。图3A不出用于图2A和图2B的光生物反应器的一实施方式中的光棒的实施方式。图3B不出根据本专利技术的光棒的第一备选实施方式。图3C示出根据本专利技术的光棒的第二备选实施方式。图4A不出根据本专利技术一方面的养分系统的一实施方式。图4B示出根据本专利技术的一个方面的养分系统的实施方式的运行流程图。图5A-5B不出根据本专利技术一方面的多相池的一实施方式。图6不出根据本专利技术一方面的鼓泡器的一实施方式。图7示出根据本专利技术一方面的污物修复系统的备选实施方式的示意图。图8A-8B示出根据本专利技术一方面的浓缩器过程的系统和流程图。图9说明根据本专利技术一方面的软故障(soft fail)过程的一实施方式概括的流程图。`专利技术详述首先参考图1，根据本专利技术的一个方面的生物修复系统包括光生物反应器或PBR10，在下文中更为详细地描述，其从养分系统15接收养分流。该PBR为高度浓缩的藻类的生长提供了经优化的环境。来自PBRlO的藻类通过导管20供给至污物池或塘25，该污物池或塘有时(但不是在所有的实施方式中)为多相池(结合图5所述)。该池或塘25接收有机污物30，并且在多个实施方式中，其还可以接收如35所指出的大气的C02。污物池或塘25，可以覆盖少于一英亩至数十或成百上千英亩的面积，并且甚至可以是公开水域，例如具本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：A马阿延，NA兰西斯，ME多纳姆，ME维尔斯，DGP德谢尼斯，GC比约克隆德，
申请(专利权)人：生物优势资源股份有限公司，
类型：
国别省市：
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