本发明涉及污水处理领域，具体的说是一种适用于城市污水处理厂二级出水的深度净化工艺。
背景技术：
现有的污水处理技术主要有微生物法和膜技术法。其中，传统微生物方法系利用微生物的生长来消耗污水中的营养物质以达到降低碳源、净化水体的目的。但是微生物生长时碳氮比必须要满足一定的要求，所以，当污水中碳源被微生物消耗殆尽后，微生物会自然停止工作，在不能在碳源减少时保证微生物的持续生长，影响污水处理效果。而此时污水中剩余的氮类物质至少为20mg/l，远高于gb3838-2002《地表水环境质量标准》中关于v类(主要适用于农业用水区及一般景观要求水域)的环境质量标准基本项目标准中总氮的限值2mg/l。传统微生物方法想要解决这一问题，需要依靠先进的设备以及高昂的运行费用。而膜技术方法选择不同的膜孔径可以将二级出水中的营养物质全部分离出来，使水质达到自然水体标准，甚至可以达到饮用水标准。但是膜技术设备一次性投资太高，无法大规模、持续性的应用。
对于现有的污水处理而言，只有投入没有产出，不能产生经济效益，致使成本高昂，其中传统生活污水治理技术不仅运行费用高，处理后的排放水中的氮磷含量仍高达20mg/l，不能达到gb3838-2002《地表水环境质量标准》最低要求v类(主要适用于农业用水区及一般景观要求水域)的环境质量标准基本项目标准中总氮的限值。
技术实现要素：
本发明的目的是为了解决上述技术要求，提供一种工艺简单、污水处理效果好、对环境友好、还具有附加经济效益的适用于城市污水处理厂二级出水的深度净化工艺。
包括以下步骤：
a.生物反应:将二级出水的污水送入光生物反应器中进行光生物反应，所述光生物反应器的水中接种有藻菌共生体，水力停留时间为0.5－1h，日均更替水样占池内液体体积的50～60％，所述藻菌共生体由小球藻和活性污泥菌按9－11：1(v:v)组成；
b,藻液分离:将光生物反应器中反应后的反应液送到藻液分离室先经重力沉降的方法进行预分离得到上层上清液和下层藻液，所述下层藻液再离心分离得到离心上清液和离心藻体，所述上层上清液和离心上清液自然排放。
还包括有c.油脂提取：将离心藻体真空冷冻干燥得到藻粉，然后对藻粉进行油脂提取得到油脂。
所述步骤a中，控制光生物反应器的温度在10℃～35℃，ph控制在7～8，曝气量控制在污水体积的15～25。
所述步骤a中，所述藻菌共生体的接种量为池内污水体积的20～25％。
所述步骤a中，所述藻菌共生体中小球藻和活性污泥菌的体积比为10:1。
所述生物反应池的水深不宜超过3米，所述光生物反应器的水深不宜超过3米,所述光生物反应器为为反应池、反应流道或反应跑道。所述光生物反应器内的反应液经蠕动泵送至藻液分离室。
针对背景技术中存在的问题，发明人在光生物反应器中使用了藻菌共生体，所述藻菌共生体采用小球藻和活性污泥菌组成，利用藻类和细菌两类生物之间的生理功能协同作用来净化污水。小球藻通过光合作用利用水中的co2和nh4+、po4-3等营养物质，合成自身细胞物质并释放出o2；活性污泥菌则利用水中o2对有机污染物进行分解、转化，产生co2和上述营养物质，从而维持藻类的生长繁殖，如此循环往复，最终消耗掉二级污水中的氮磷等营养物的同时，实现污水的生物净化作用，还能够作为持续的藻种供给防止微藻的流失，便于处理后微藻的收获。所述藻菌共生体中小球藻和活性污泥菌的配比优选为9－11：1，更为优选为10：1(v:v)，该配比下小球藻和活性污泥菌的生长曲线拟合度最高，且与污水反应时能极大的保持该配比，确保藻菌共生体的平衡。如果配比过高，会导致活性污泥菌的营养过剩，活性污泥菌过早进入衰亡期，破坏藻菌共生体平衡；如果配比过低，会导致活性污泥菌的膨胀，遮蔽小球藻生长必须的光照，减少小球藻的脂质累积。
所述光生物反应器的温度控制在10℃～35℃，温度过高会导致小球藻的活性降低，温度过低会导致小球藻进入休眠期无法参与反应；曝气量控制在污水体积的10～20％，曝气量过高，液体蒸发的同时会带走大量藻体，破坏藻菌共生体的平衡，曝气量过小，会导致反应不均匀，产出小球藻的油脂含量降低。ph控制在7～8，避免水体过酸或者过碱破坏藻菌体的平衡。根据需要还可以配套太阳能转化系统，将太阳能转化为电能为灯管供电，以满足日照时间供应。
通过对反应条件的有效控制，光生物反应器中藻菌共生体与污水反应时间为仅需0.5－1h(水力停留时间)，即可达到日均更替水样占池内反应液体体积的50～60％的目的，优于已知的藻菌共生体应用中反应时间最短也需4h的记载。
相对于现有技术，本发明具有如下优点：1、能在缺乏碳源的条件下保证微生物持续生长，处理后的水质可以直接排入生态水体(其中tn＜2mg/l，codcr＜40mg/l)，非常适合处理污水厂二级出水这种低碳源含量的污水。2、该藻菌配比和控制条件下产出的藻类，油脂含量超过35wt％，在污水处理过程中创造巨大的经济效益。3、本发明处理工艺可实现连续性生产，水力停留时间短，对环境友好，特别适用于城市污水处理厂二级出水的深度净化。
附图说明
图1为本发明工艺流程图。
具体实施方式
工艺实施例：
a.生物反应:将二级出水的污水送入光生物反应器中进行光生物反应，光生物反应器规格为600cm×25cm×100cm(长×宽×高)，池内设计水深不超过3m，本实施例中为60cm，反应液体积900l；控制光生物反应器的温度在10℃～30℃，ph控制在7～8，曝气量控制在污水体积的20％；所述光生物反应器的水中接种有藻菌共生体，所述藻菌共生体的接种量为池内污水体积的20％，初次接种是，需静态反应4～6天，测其od(540)大于1后，才可开启连续反应模式。水力停留时间为0.5h，日均更替水样占池内容纳液体体积的55％，所述藻菌共生体由小球藻和活性污泥菌组成，所述藻菌共生体中小球藻和活性污泥菌的体积比为10:1；夜晚无日照时停止曝气。由于无光照和曝气，反应池内小球藻停止活动，暂时休眠，整个使反应器处于休眠状态。第二日再次启动曝气设备时，即可快速激活小球藻的活性。连续运行20天。
b,藻液分离:将光生物反应器中反应后的反应液经蠕动泵送到藻液分离室先经重力沉降的方法进行预分离得到上层上清液和下层藻液，所述下层藻液再离心分离得到离心上清液和离心藻体，所述上层上清液和离心上清液自然排放。
c.油脂提取：将离心藻体真空冷冻干燥得到藻粉，然后对藻粉进行油脂提取得到副产品油脂。所述对藻粉进行油脂提取的方法为现有技术，在此不作详述。
以某污水处理厂二级出水为例，污水指标为：日均进水水质指标tn：13.9mg/l，tp：0.47mg/l，codcr：46.50mg/l，氨氮：4.62mg/l。
经上述工艺处理后，自然排放的上层上清液和离心上清液即出水水质指标tn：1.77mg/l，tp：0.22mg/l，codcr：36.35mg/l，氨氮：1.15mg/l。出水水质指标均低于gb3838-2002《地表水环境质量标准》中关于v类(主要适用于农业用水区及一般景观要求水域)的环境质量标准基本项目标准限值：tn：2mg/l、tp：0.4mg/l、codcr：40mg/l、氨氮：2mg/l。可以直接排放到自然水体中而不造成污染。
经上述工艺处理后，收获的藻类测其脂质含量，平均含36.8wt％，具有制备生物柴油的经济效益。
实施例2
除以下数据更改外，其它工艺步骤及条件同实施例1：
控制光生物反应器的温度在10℃～20℃，ph控制在7～8，曝气量控制在污水体积的15％；所述藻菌共生体的接种量为池内污水体积的25％，所述藻菌共生体中小球藻和活性污泥菌的体积比为9:1，水力停留时间为1h，日均更替水样占池内容纳液体体积的50％。
经上述工艺处理后，自然排放的上层上清液和离心上清液即出水水质指标tn：1.98mg/l，tp：0.26mg/l，codcr：37.22mg/l，氨氮：1.20mg/l。出水水质指标均低于gb3838-2002《地表水环境质量标准》中关于v类(主要适用于农业用水区及一般景观要求水域)的环境质量标准基本项目标准限值：tn：2mg/l、tp：0.4mg/l、codcr：40mg/l、氨氮：2mg/l。可以直接排放到自然水体中而不造成污染。
经上述工艺处理后，收获的藻类测其脂质含量，平均含35.7wt％，具有制备生物柴油的经济效益。
实施例3
除以下数据更改外，其它工艺步骤及条件同实施例1：
控制光生物反应器的温度在20℃～30℃，ph控制在7～8，曝气量控制在污水体积的15％；所述藻菌共生体的接种量为池内污水体积的22％，所述藻菌共生体中小球藻和活性污泥菌的体积比为11:1，水力停留时间为0.5h，日均更替水样占池内容纳液体体积的60％。
经上述工艺处理后，自然排放的上层上清液和离心上清液即出水水质指标为：tn：1.89mg/l，tp：0.30mg/l，codcr：36.72mg/l，氨氮：1.87mg/l。出水水质指标均低于gb3838-2002《地表水环境质量标准》中关于v类(主要适用于农业用水区及一般景观要求水域)的环境质量标准基本项目标准限值：tn：2mg/l、tp：0.4mg/l、codcr：40mg/l、氨氮：2mg/l。可以直接排放到自然水体中而不造成污染。
经上述工艺处理后，收获的藻类测其脂质含量，平均含35.1wt％，具有制备生物柴油的经济效益。