[發(fā)明專利]一種用于廢水處理的光生物流化床反應(yīng)裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811455849.2
• 申請日: 2018-11-30
• 公開（公告）號: CN109264857B
• 公開（公告）日: 2021-08-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 曹德菊;董蓓;梁慧元;張千;歐紅梅;左志勇;沈峰林;聞逸錚;陳海燕
• 申請（專利權(quán)）人: 安徽農(nóng)業(yè)大學
• 主分類號: C02F3/12
• 分類號: C02F3/12;B01D53/04;B01D53/00;C12M1/107;C12M1/02
• 代理公司: 北京天奇智新知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11340
• 代理人: 李家恒

本發(fā)明公開了一種用于廢水處理的光生物流化床反應(yīng)裝置，屬于微藻培養(yǎng)技術(shù)領(lǐng)域。包括裝置本體，其側(cè)壁由透光材料制成；吸附殺菌單元，包括紫外燈、多層間隔設(shè)置的吸附殺菌層，紫外燈位于裝置本體內(nèi)頂部，吸附殺菌層與裝置本體內(nèi)側(cè)壁貼合固定，吸附殺菌層由上至下依次為吸附碳層、吸光黑布和細網(wǎng)格柵；培養(yǎng)結(jié)構(gòu)，位于培養(yǎng)結(jié)構(gòu)中部設(shè)置有固定化活性污泥球珠，位于培養(yǎng)結(jié)構(gòu)外側(cè)部設(shè)置有固定化藻球；噴淋裝置，設(shè)置在培養(yǎng)結(jié)構(gòu)和吸附殺菌單元之間，且連接裝置本體側(cè)壁的噴淋接口；防水燈帶；螺旋設(shè)置在培養(yǎng)結(jié)構(gòu)上。本發(fā)明實現(xiàn)了藻類培養(yǎng)、收集的一體化，節(jié)約了微藻培養(yǎng)成本的同時，凈化水質(zhì)和空氣，同時收獲大量藻類生物質(zhì)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及微藻培養(yǎng)技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種用于廢水處理的光生物流化床反應(yīng)裝置。

背景技術(shù)

微藻是光能自養(yǎng)型生物，廣泛分布在地球上的淡水、海洋和各種土壤里，具有生長迅速、光合效率高、適應(yīng)性強和通過無性繁殖等特點。微藻可利用光能、CO2、廢水中的有機碳、氨氮、有機磷等物質(zhì)為碳源、氮源和磷源，并吸附重金屬凈化廢水；也可吸收大氣中的CO2等氣體作為自身代謝碳源，產(chǎn)生O2凈化空氣；同時微藻中含多種高附加值生物活性物質(zhì)，如多不飽和脂肪酸、藻類多糖、藻藍素、蝦青素、胡蘿卜素等，具有抗生素、抗心血管疾病、增強免疫力、抗腫瘤、抗輻射、抗突變和抗艾滋病等藥用價值和保健功能，對人類的疾病有預(yù)防、治療和保健功能。微藻作為飼料、醫(yī)療、生物工程、食品、輕化工、生物燃料等行業(yè)的重要原料，其產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)與利用愈發(fā)為人們所重視。

活性污泥是現(xiàn)代化污水處理廠中深度生物處理的必然用到的，活性污泥中含有大量的微生物，包括噬磷菌、亞硝化細菌、硝化細菌等，污水處理廠一直存在著三方面的大問題,即1.好氧池曝氣消耗污水處理廠60％以上的能源；2.活性污泥的膨脹、腐化變質(zhì)增加了運營難度與專業(yè)性；3.剩余活性污泥過盛導致剩余污泥處理成本的增加與對環(huán)境的二次污染。目前幾乎80％以上的污水處理產(chǎn)均存在以上問題，研究和開發(fā)新的污水處理工藝、降低污水處理成本與運營難度是目前最需要探索與研究的，這也是對環(huán)境保護的必然要求。

對于微藻能源的開發(fā)方面，目前國內(nèi)外的主要研究方向是利用微藻處理廢水、微藻都得生物固碳、微藻規(guī)模化養(yǎng)殖及高附加值產(chǎn)物的提取方向，而微藻對廢水的處理、規(guī)模化養(yǎng)殖及高附加值產(chǎn)物的提取上，存在以下問題，1.微藻需要光才能將CO2及碳源轉(zhuǎn)化為O2，進行生物固碳；2.微藻對污水的COD降解有限，超過一定時間后污水的COD還會呈增加趨勢，但對營養(yǎng)元素如N、P等，降解效果突出；3.微藻較小，且難以沉降了，這也導致了微藻在懸浮狀態(tài)下收集的成本將大大增加，這也是制約微藻規(guī)模化養(yǎng)殖的主要原因；4.微藻處理廢水所需要的水里停留時間較長，且處理完污水后不能很好地去除微藻，導致水體的濁度、色度等升高；5.微藻的生物固碳量較低，因為懸浮狀態(tài)下空氣中的CO2需要從空氣介質(zhì)進入液態(tài)培養(yǎng)基自由擴散進入藻細胞，之后才能被吸收固定并在光的作用下發(fā)生光合作用，將CO2轉(zhuǎn)化為O2，但CO2在液體中的溶解度較低，要想提高CO2在培養(yǎng)基中的溶解度，就必須是培養(yǎng)基呈堿性，但由于微藻適宜生長的pH范圍在6-10左右，所以CO2的生物固定依然受很大制約與影響。

目前，微藻可與污水和工業(yè)廢氣的處理相結(jié)合，在處理污水和工業(yè)廢氣的同時合成高附值物質(zhì)，降低培養(yǎng)成本。研究方向主要為探究微藻的培養(yǎng)方法和不同廢液類型與不同微藻類型的藕合，對于如何實現(xiàn)廢液發(fā)酵與微藻培養(yǎng)、回收、剩余污泥過剩等一體化生產(chǎn)等問題上，關(guān)注較少，因此，有必要提出一種用于廢水處理的光生物流化床反應(yīng)裝置來實現(xiàn)微藻培養(yǎng)、回收及剩余污泥過剩等一體化生產(chǎn)，從而降低生產(chǎn)成本，凈化廢水和空氣。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的發(fā)明目的是，針對上述問題，提供一種用于廢水處理的光生物流化床反應(yīng)裝置，通過將固定化微藻球珠與固定化活性污泥球珠作為填料相結(jié)合，實現(xiàn)了藻類培養(yǎng)、收集的一體化，節(jié)約了微藻培養(yǎng)成本的同時，凈化水質(zhì)和空氣，同時收獲大量藻類生物質(zhì)。

為達到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

一種用于廢水處理的光生物流化床反應(yīng)裝置，包括