[發明專利]內置三維多孔網格載體的污水處理反應器及微藻培養系統

在審

• 申請號: 201910084558.5
• 申請日: 2019-01-29
• 公開（公告）號: CN109879403A
• 公開（公告）日: 2019-06-14
• 發明（設計）人: 廖強;鄭亞萍;黃云;夏奡;付乾;李俊;朱恂;朱賢青
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: C02F3/02
• 分類號: C02F3/02;C02F3/10;C02F3/34;C12M1/34;C12M1/00;C12R1/89
• 代理公司: 重慶市諾興專利代理事務所(普通合伙) 50239
• 代理人: 劉興順

本發明公開了內置三維多孔網格載體的污水處理反應器及微藻培養系統；內置三維多孔網格載體的污水處理反應器，包括殼體，殼體的頂部和底部分別設置有污水入口和污水出口；其特征在于：所述殼體內沿縱向設置有均流板和三維多層多孔網格載體，所述均流板位于污水入口的下方，三維多層多孔網格載體位于均流板的下方；所述均流板上設置有樹狀均流通道；所述三維多層多孔網格載體的下方區域為集水區；本發明將污水處理、CO₂減排與微藻生物質培養有機結合，可充分利用垂直空間，減小系統占地面積，并增加微藻生物膜的附著牢固程度；可廣泛適用于處理農業污水、生活污水、工業污水等多種污水類型。

技術領域

本發明涉及微藻生物膜培養及污水處理的集成系統，特別是涉及內置三維多孔網格載體的污水處理反應器及微藻培養系統。

背景技術

隨著人類社會的發展，大規模的工業化、農業化生產及人類生活活動產生的廢水、廢氣的排放，直接威脅著人類居住的生態環境，造成嚴重的環境污染和氣候惡化問題。其中，CO₂的排放，據測算，2016年中國的排放量達到10151Mt，占全球排放量的28.1％，居世界第一。大氣中過量的CO₂會阻礙地球表面紅外熱輻射返回宇宙空間，從而導致地球表面溫度上升，引發全球變暖等環境問題。對于廢水的排放，根據不完全統計，我國67個主要湖泊中，80％以上的湖泊受到污染，富營養型湖泊就占到49個。水體富營養化會直接導致水質惡化，水生生物大量死亡，給生態環境帶來一系列不良影響。在污水處理的方法中，物理化學法成本較高、對處理水質要求高、會產生二次污染等問題；傳統的活性污泥法等生物處理法對營養物質的去除僅有20％-40％，常需將出水再進行深度處理才能達到排放標準。而微藻可以利用污水中的氮、磷等物質作為營養源，以廢氣中的CO₂為碳源，進行光合作用，在積累自身生物質的同時去除污水中的氮、磷，吸收溫室氣體CO₂，不但降低了微藻培養的營養物成本問題，更達到了減排除廢的目的。

微藻是一種光合速率高、生物速率快、環境友好的單細胞微生物。成熟微藻的生物質可作為多種高附加值的生物質制品如：葉黃素、蝦青素、EPA等，以及作為生物柴油、生物氣等的原料，在減排除廢的同時，生產利于國計民生的產品，更解決的能源短缺的問題。因此，利用微藻進行污水處理、溫室氣體吸收的同時積累生物質越來越成為國際社會的研究熱潮。目前，微藻處理污水系統主要包括微藻懸浮式處理系統和微藻生物膜式處理系統。微藻懸浮式污水處理系統即是將微藻細胞直接接種入污水中，使微藻在污水中進行懸浮式生長，同時吸收氮、磷等來達到凈化污水的目的。然而，當污水中氮磷濃度較高(如農業污水)或懸浮顆粒物較多時(如市政污水)，懸浮在其中的微藻細胞不僅會由于培養液透光性不足生長遲滯，更會出現營養物中毒現象，從而對微藻的后續生長產生毒害，不利于污水的持續凈化。另一方面，微藻懸浮式污水處理系統中，微藻密度較低，為微藻生物質采收和藻-水分離帶來了巨大的困難，大大增加微藻的培養和污水處理的成本。

然而，雖然近年來研究者開始研究水-藻易分離的微藻生物膜式污水處理系統，但是，由于微藻生物膜在載體上的附著牢固性較弱的難題，以及目前系統結構較單一，占地面積大，導致污水處理效率和生物質產量均較低。因此，大力開發微藻新型微藻生物膜污水處理系統，提高微藻生物膜式污水處理系統運行效率和生物質密度產量，降低其建造運行成本，成為生物法污水處理大規模推廣應用的重要途徑。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于提供一種內置三維多孔網格載體的污水處理反應器及微藻培養系統。

為了解決上述技術問題，本發明的第一個技術方案是：內置三維多孔網格載體的污水處理反應器，包括殼體，殼體的頂部和底部分別設置有污水入口和污水出口；其特征在于：所述殼體內沿縱向設置有均流板和三維多層多孔網格載體，所述均流板位于污水入口的下方，三維多層多孔網格載體位于均流板的下方；所述均流板上設置有樹狀均流通道；所述三維多層多孔網格載體的下方區域為集水區。