本发明专利技术涉及污水处理技术领域，公开了一种利用微藻脱氮除磷的处理装置，包括透明罐体，透明罐体的内部悬浮设有导流罐体，透明罐体与导流罐体的罐壁之间形成内循环通道；透明罐体的外壁设有用于罐体外循环的透明盘管，透明盘管的进液端与透明罐体的底部相连通，透明盘管的出液端位于导流板的上方；透明罐体的罐底设有微孔曝气器，透明罐体的外壁周向上沿罐体长度方向阵列设有多个全光谱的LED灯带。本发明专利技术还提供了一种利用微藻脱氮除磷的方法。本发明专利技术提供的处理装置能够为微藻提供良好的生长环境，适用于含高氮素高磷污水的处理，能够实现污水中氮、磷污染物的资源化利用，降低污水的处理成本。处理成本。处理成本。
【技术实现步骤摘要】
一种利用微藻脱氮除磷的方法及处理装置
[0001]本专利技术属于污水处理
，具体涉及一种利用微藻脱氮除磷的方法及处理装置。
技术介绍
[0002]近年来，伴随着我国工业化、现代化进程的持续推进，每年的污水排放量在不断地增加。越来越多的工业产品，如洗涤剂、染色剂、农药、化肥等进入我们的生产生活中，导致氮、磷等导致水体富营养化的元素大量进入自然水体。水体富营养化已经成为世界最严重的环境问题之一，氮、磷元素在自然水体中的大量累积，将造成藻类的快速繁殖，这威胁了水生动植物的生存环境，对生态系统的稳定性和生物多样性产生很大的负面影响。同时，氮、磷等元素也会污染饮用水水源地，危害人类的身体健康。
[0003]目前，相对于物理、化学的脱氮除磷技术外，生物脱氮除磷由于具有成本低、产生的二次污染小、可持续的先天优势得到广泛应用。但生物脱氮在反硝化过程中，对于水体中BOD的含量具有较高的要求，尤其在C/N较低的情况下脱氮效率难以得到保证，一般需要外加有机碳源，如甲醇、葡萄糖等，这大大增加了污水处理厂的运行成本。同时，硝化过程需要足够的曝气量支持，造成污水处理厂的能耗较大。
[0004]生物除磷存在一下问题：一是厌氧与好氧交替的环境难以精准控制，这导致聚磷菌的富集量和生物活性(尤其是吸磷的生物活性)远不能达到理想的水平。二是生物吸磷的磷去除率较低，当进水磷浓度较高或者对出水磷浓度要求严苛(如一级A标准)的情况下，往往需要配合化学除磷工艺，从而大大增加了除磷过程的运行成本。
[0005]微藻是一群体积微小、增殖快、可进行光合作用的藻类的统称。微藻具有很大的潜在经济价值，富油微藻含有较高的生物油脂，这些物质可作为制备生物柴油的原料，并且相比于制造生物油脂的陆地植物，微藻具有光能转化率高、生长速度快、空间利用率高的优点。但专门利用培养液培养微藻生产生物柴油的成本仍然很高，相比于传统的化石燃料不具有经济优势。经筛选驯化培养的富蛋白微藻具有较高的蛋白质含量，蛋白含量可达微藻干重的42％。并且微藻的蛋白属于优质蛋白，与动物的蛋白组成更加接近且容易被动物消化吸收，因而可被用作畜禽养殖的饲料。
[0006]利用富含氮、磷的污水作为培养微藻的培养液具有很大的研究和应用前景，已有众多研究表明，在不外加营养盐的情况下，微藻可在多种废水中富集生长，如市政污水、养殖废水、肉类食品加工废水等，其对废水中的BOD、氮、磷均有很高的吸收利用效能。为此，我们提出一种利用微藻脱氮除磷的方法及处理装置，利用微藻净化富含氮、磷的污水，可以同时实现污水的脱氮除磷和生物资源的回收利用，从而能够很大程度上降低污水脱氮除磷的处理成本。
技术实现思路
[0007]本专利技术的目的是为了解决现有生物脱氮除磷技术存在的如能耗较高、控制条件要
求苛刻、运行成本较高、生物除磷效率低、对污水资源化利用率低的缺点，而提出的一种利用微藻脱氮除磷的方法及处理装置。
[0008]为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：
[0009]设计一种利用微藻脱氮除磷的方法，包括如下步骤：
[0010]步骤1、从富集培养后的藻株内筛分出独株栅藻和独株小球藻，然后分别在装有模拟高氮素高磷污水的锥形瓶中在全光谱LED光源照射下进行初富集培养，同时观察氮素和总磷浓度的衰减情况，筛选出增殖速率快、污染物去除速率大、蛋白质或生物油脂含量高的藻株，再进行进一步的富集培养；
[0011]其中，两次富集培养的方式具体步骤包括如下：
[0012]S1、选用容积为500mL的锥形瓶，盛放350mL的氮素浓度为200mg/L，总磷浓度为10mg/L，甲醇浓度为80mg/L，pH为6～9的氮素和磷酸盐混合液；
[0013]S2、采用空气源微孔曝气器进行曝气，光源选用全光谱LED灯，培养温度为18～25℃，完成初步初富集培养；
[0014]S3、进一步富集培养时，锥形瓶容积为1000mL，其余培养条件保持不变，完成第二次富集培养；
[0015]步骤2、将进一步富集培养完成的栅藻和小球藻以2:1的比例添加至微藻脱氮除磷的处理装置中，接种微藻种浓度为0.4～0.6g/L；微藻合适的比例和浓度有利于处理装置只能够藻类的快速增值和污水中氮、磷污染物的高效利用。
[0016]步骤3、在全光谱LED光源照射下，处理装置采用批次进水的运行方式，进行微藻污水混合液的罐内循环和罐外循环的运行。
[0017]步骤4、当每批次微藻浓度达到2.5～3.0g/L时，处理装置运行进入微藻和污水的分离节点，并保留15％～20％的微藻污水混合液在处理装置内，并与后续进入的污水混合。其中，也可采用光照强度衰减的方法控制批次运行的节点，标准为透明罐体1中心的光照强度衰减量超过原光照强度的95％。微藻的增殖速率可通过微藻浓度的增长或者透明罐体1的光照强度的衰减量衡量。研究表明，生长的其它条件不变的情况下，微藻浓度为1.8～2.1g/L时微藻的增殖速率最大，微藻浓度增长率可达每天3.5％～6％。增值后的微藻与污水分离节点以及保留的微藻浓度应尽可能控制在微藻的最大增殖速率区间内，同时这个微藻最大增殖速率区间也是污水中氮、磷污染物去除速率最大区间。这样的分离控制节点和保留的微藻比例将最大程度地发挥出微藻在光合作用资源化和氮、磷污染物削减方面的效能。
[0018]进一步的，在步骤1和步骤3中，锥形瓶富集培养和处理装置正式运行所使用的全光谱LED光源每个照明单元均由红、绿、蓝、白四种灯组合形成，主波长频段为430～680nm，区间三个峰值波长分别为455nm、510nm和630nm，光照强度控制在5500～6500lux，光照时间控制在12～16h/d。叶绿素的吸收光谱范围在400～520nm(蓝光)和610～720nm(红光)这两个区域。灯具输出光谱的峰值和区域与叶绿素的吸收峰值吻合性较好，有利于微藻的光合作用的进行，有利于微藻细胞中蛋白质和脂肪的累积。对于微藻细胞来说，光照强度不是越大越好。光照强度达到一定值，就会出现光饱和现象，继续增加光强只会导致光利用率降低，甚至导致光氧化现象，损害微藻细胞的光受体，降低微藻细胞的光合作用效能。
[0019]进一步的，在步骤2中，处理装置的进水pH控制在6～9，温度控制在18～25℃，为保
证微藻中蛋白质和油脂的产量，进水的COD、TN和TP浓度应分别控制在200～450mg/L、50～220mg/L和10～60mg/L。通过研究发现，合适的氮、磷浓度可促进微藻的增殖和生物质的合成。同时也能够异养生长，污水中有机物可被微藻吸收利用。研究表明，污水中适当浓度的有机物能够显著增加微藻细胞生物油脂的合成，相比于不添加有机物的微藻，油脂的含量可提高110％～350％。
[0020]本专利技术还提供了一种利用微藻脱氮除磷的处理装置，包括透明罐体1，所述透明罐体1的底部一侧设有卸料口12，所述透明罐体1的内部悬浮设有导流罐体2，所述透明罐体1与导流罐体2的罐壁之间设有间隙，以构成呈磁场结构的罐体内循环通道；
[0021]本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种利用微藻脱氮除磷的方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1、从富集培养后的藻株内筛分出独株栅藻和独株小球藻，然后分别在装有模拟高氮素高磷污水的锥形瓶中在全光谱LED光源照射下进行初富集培养，同时观察氮素和总磷浓度的衰减情况，筛选出增殖速率快、污染物去除速率大、蛋白质或生物油脂含量高的藻株，再进行进一步的富集培养；其中，两次富集培养的方式具体步骤包括如下：S1、选用容积为500mL的锥形瓶，盛放350mL的氮素浓度为200mg/L，总磷浓度为10mg/L，甲醇浓度为80mg/L，pH为6～9的氮素和磷酸盐混合液；S2、采用空气源微孔曝气器进行曝气，光源选用全光谱LED灯，培养温度为18～25℃，完成初步初富集培养；S3、进一步富集培养时，锥形瓶容积为1000mL，其余培养条件保持不变，完成第二次富集培养；步骤2、将进一步富集培养完成的栅藻和小球藻以2:1的比例添加至微藻脱氮除磷的处理装置中，接种微藻种浓度为0.4～0.6g/L；步骤3、在全光谱LED光源照射下，处理装置采用批次进水的运行方式，进行微藻污水混合液的罐内循环和罐外循环的运行；步骤4、当每批次微藻浓度达到2.5～3.0g/L时，处理装置运行进入微藻和污水的分离节点，并保留15％～20％的微藻污水混合液在处理装置内，并与后续进入的污水混合。2.根据权利要求1所述的一种利用微藻脱氮除磷的方法，其特征在于，在步骤1和步骤3中，锥形瓶富集培养和处理装置正式运行所使用的全光谱LED光源每个照明单元均由红、绿、蓝、白四种灯组合形成，主波长频段为430～680nm，区间三个峰值波长分别为455nm、510nm和630nm，光照强度控制在5500～6500lux，光照时间控制在12～16h/d。3.根据权利要求1所述的一种利用微藻脱氮除磷的方法，其特征在于，在步骤2中，处理装置的进水pH控制在6～9，温度控制在18～25℃，为保证微藻中蛋白质和油脂的产量，进水的COD、TN和TP浓度应分别控制在200～450mg/L、50～220mg/L和10～60mg/L。4.一种利用微藻脱氮除磷的处理装置，其特征在于，包括透明罐体(1)，所述透明罐体(1)的底部一侧设有卸料口(12)，所述透明罐体(1)的内部悬浮设有导流罐体(2)，所述透明罐体(1)与导流罐体(2)的罐壁之间设有间隙，以构成呈磁场结构的罐体内循环通道；所述透明罐体(1)...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙信柏，董畔，王凯，夏万成，朱辉，
申请(专利权)人：南京科盛环保技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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