[發明專利]一種凈化沼液的階梯式微藻生物膜反應器

有效

• 申請號: 202010740624.2
• 申請日: 2020-07-29
• 公開（公告）號: CN111849704B
• 公開（公告）日: 2022-06-14
• 發明（設計）人: 廖強;黃云;王金泰;夏奡;朱恂;朱賢青;李俊;付乾
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: C12M1/00
• 分類號: C12M1/00;C12M1/12;C02F3/32
• 代理公司: 重慶市諾興專利代理事務所(普通合伙) 50239
• 代理人: 盧玲

本發明公開了一種凈化沼液的階梯式微藻生物膜反應器，包括反應器主體和反應器頂板，反應器主體為頂端開口的矩形盒體，反應器頂板設置在反應器主體的頂端；其特征在于：反應器主體內設置有“V”型槽、生物膜基底、布氣裝置和若干導光板；布氣裝置設置在反應器主體的底部，布氣裝置上設置有若干出氣孔；“V”型槽設置在反應器主體的上部，所有導光板從上往下設置，且位于“V”型槽的下方；從上往下位于奇數層的導光板的左端嵌入反應器主體的左側壁，右端與反應器主體的右側壁留有縫隙，且左端比右端高；從上往下位于偶數層的導光板的右端嵌入反應器主體的右側壁，左端與反應器主體的左側壁留有縫隙；可廣泛應用于生物、環保等領域。

技術領域

本發明涉及微藻生物膜反應器，具體涉及一種凈化沼液的階梯式微藻生物膜反應器。

背景技術

隨著我國市場經濟的快速發展，可持續發展理念越來越受到人們生活的主流，伴隨經濟發展而來的廢棄物處理也越來越成為當務之急，“WtE”技術以能源、環境、資源相互轉化的理念備受關注。結合實際國情，我國農業、林業和畜牧業的生產活動每年都會產生大量的廢棄物，這些廢棄物通過厭氧發酵技術利用后仍會殘留大量的發酵尾液，俗稱沼液，具有濁度高、氨氮濃度高等特點，若直接排放將會導致土壤板結，甚至污染地下水源。傳統的廢水處理技術如活性污泥法對沼液的處理效果不佳，而新興的微藻技術可以利用沼液中富含的氮磷等元素進行光合作用，生產藻基多功能產品的同時實現沼液的達標排放，已成為廢水處理領域中的研究熱點。

微藻是一類在地球上分布廣泛、營養豐富且光合利用程度高的微型自養植物，具有光合效率高、生長速度快、環境適應能力強、成熟微藻生物質用途廣泛等優點。微藻的培養方式主要包括懸浮式培養和生物模式培養。懸浮式培養是指微藻細胞在培養基中分散呈懸浮態；生物膜式培養是指微藻細胞在靜電力、表面張力、范德華力、粘附力的作用下固定于載體表面生長。目前大部分的微藻光生物反應器主要對微藻進行懸浮式培養，但隨著微藻濃度的富集，光強在懸浮液內將呈指數型衰減，且沼液濁度高，光強衰減性更為嚴重，因而懸浮式的培養方式無法滿足微藻的光強要求，更無法克服光衰減問題。此外，沼液凈化后必須得到純凈的水源，而懸浮式的培養方式又面臨著藻、液分離的問題，懸浮式培養時微藻的采收能耗占整個工藝30％～40％，大大增加了工藝的運行成本。而微藻的生物膜培養方式則可在基底表面打光，成膜后的微藻直接接觸外部光強，克服了懸浮液培養光衰減的問題，且成膜的微藻可以通過一種低能耗的方式如刮除等進行采收，降低了藻、液分離的成本，故生物膜培養的方式凈化沼液相比懸浮式培養具有極大的優勢。此外，微藻凈化沼液處理周期長，必須保證足夠的水力停留時間才能保證一定的凈化效率，這將大大增加了微藻生物膜反應器的占地面積，為盡量減少反應器實際運行中的基建成本，則必須考慮水力停留時間和占地面積之間的關系。

綜上所述，亟需設計一種光傳遞效率強、占地面積小的微藻生物膜反應器。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于提供一種凈化沼液的階梯式微藻生物膜反應器。

本發明的技術方案是,一種凈化沼液的階梯式微藻生物膜反應器，包括反應器主體和反應器頂板，所述反應器主體為頂端開口的矩形盒體，反應器頂板設置在反應器主體的頂端；其特征在于：反應器主體內設置有“V”型槽、生物膜基底、布氣裝置和若干導光板；布氣裝置設置在所述反應器主體的底部，布氣裝置上設置有若干出氣孔；“V”型槽設置在所述反應器主體的上部，所有導光板從上往下層疊設置在所述“V”型槽的下方；從上往下位于奇數層的導光板的左端嵌入反應器主體的左側壁，右端與反應器主體的右側壁留有縫隙，且位于奇數層的導光板的左端比右端高；從上往下位于偶數層的導光板的右端嵌入反應器主體的右側壁，從上往下位于偶數層的導光板的左端與反應器主體的左側壁留有縫隙，且位于偶數層的導光板的右端比左端高；所述“V”型槽的底端設置有縫隙，生物膜基底的上端嵌入“V”型槽底端的縫隙內，生物膜基底的下端位于最底層的導光板下方；所述生物膜基底呈S型鋪設在導光板上；所述反應器主體設置有出液口、進氣口、進液口和出氣口，出液口和進氣口設置在最底層的導光板下方，進氣口與布氣裝置連通，出液口與進液口通過蠕動泵連通，進液口與“V”型槽連通，出氣口設置在反應器頂板上。