发明实施例4处理淀粉工业废水总氮总磷变化图。
【具体实施方式】
[0034]本发明一种光合生物自生O2代替传统曝气的废水处理方法中，如果没有光照(离日光或人工光源较远的体系内部，或夜间等暗周期时)，光合生物也参与曝气池内的生化作用过程，和菌一起进行异养生长持续降解转化废水中的有机物质。在光照下，光合生物进行光合作用产生O2，释放出的O2被光合生物-菌共生体系就近捕获用于生长和代谢；与传统机械搅拌和鼓气所产生的气泡相比，新生成的O2体积小、纯度高，更容易被微生物利用，结果O2利用效率提高，不再需要传统工艺那样大量的空气或O 2。此外，光合生物，特别是微藻的参与，弥补了传统工艺中活性污泥微生物对碳氮磷、重金属吸收吸附能力弱的不足，通过收获这些微藻等光合生物，可以进一步带走废水中的碳氮磷和金属营养盐，使排出水的品质提尚。
[0035]本发明改造后的氧化曝气装置结构如图1所示，由蓄电池1、光伏板2、电脑自动控制系统3、第一光源4-1、第二光源4-2、未灭菌的废水、光合生物和菌进水管5 ;处理后的水出口管6、pH电极7、0D电极8、溶氧电极9、磷酸根电极10、氨氮/硝酸根电极11、无机碳电极12、光强电极13、曝气池(内含废水，光合生物和菌)14、微泡发生装置15、流量计16、阀门17、减压阀18、C02/混合空气/烟气或其他混合气瓶19组成。
[0036]所述曝气池14内有废水、光合生物和菌。未灭菌的废水进水管5从曝气池14上插入曝气池I中。所述处理后的水出口管6从曝气池14上插入曝气池14底部。
[0037]所述pH电极7、OD电极8、溶氧电极9、磷酸根电极10、氨氮/硝酸根电极11、无机碳电极12和光强电极13并联置于曝气池14内。
[0038]所述第一光源4-1设置在曝气池14顶部。所述第二光源4-2设置在曝气池14侧面。所述微泡发生装置15设置在曝气池14底。
[0039]所述并联的pH电极7、OD电极8、溶氧电极9、磷酸根电极10、氨氮/硝酸根电极
11、无机碳电极12和光强电极13与所述电脑自动控制系统3连接。
[0040]所述蓄电池I与光伏板2连接，蓄电池I分别与第一光源4-1、第二光源4-2连接。
[0041]所述C02/混合空气/烟气或其他混合气瓶19出口依次装有减压阀18、阀门17、流量计16，流量计16与微泡发生装置15连接。
[0042]具体操作步骤如下:
[0043]1.将第一光源4_1设置在曝气池14顶部，第二光源4_2设置在曝气池14侧面。调整距离，使光照强度达到1500Lux?5000Lux，形成光照曝气池。
[0044]2.将待处理的未灭菌的废水、光合生物和菌通过未灭菌的废水、光合生物和菌进水管5注入光照曝气池14内，然后通过未灭菌的废水、光合生物和菌进水管5加入由预培养或回收步骤获得的光合生物，使光合生物与水中的微生物混合。所述光合生物如小球藻属、栅藻属、蓝藻是海水或淡水藻类或光合细菌的一种或多种；所述水中的微生物是非光合生物，以下称为菌。
[0045]3.通蓄电池I与光伏板2连接，蓄电池I分别与第一光源4-1、第二光源4_2连接，在光照条件下，曝气池14内的光合生物利用水中的碳元素，进行光合作用释放02。
[0046]4.光合生物释放的O2被菌摄取，用于生长和代谢，在有氧条件下，菌能更充分地降解水中的有机物，并释放碳元素。
[0047]5.废水中有机物降解所释放碳元素，被光合生物进一步通过光合作用释放更多O2，增加曝气池的溶解O2，促进光合生物和菌的生长、代谢、增殖，不断增加曝气池中的各种生物数量。不断增多的光合生物和菌经过不断混合和相互作用，最终形成具有小颗粒各种可观察形态的混合物。
[0048]6.将C02/混合空气/烟气或其他混合气瓶19的气体通过减压阀18、阀门17、流量计16，流量计16与微泡发生装置15连接，微泡发生装置以微泡的形态进入含有光合生物-菌的曝气池中。一方面，在微泡状态下，0)2可以更充分地溶解在水中，补充了光合作用的原料0)2;另一方面，微泡上升过程中带动了液体上升，促进光合生物-菌的混合，避免形成过多沉淀而减少参与水处理的光合生物-菌颗粒。
[0049]7.通过pH电极7、OD电极8、溶氧电极9、磷酸根电极10、氨氮/硝酸根电极11、无机碳电极12和光强电极13与所述电脑自动控制系统3连接，检测处理后的水的总氮、总磷等理化指标，以确定光照曝气池达到传统机械搅拌曝气的效果，过滤收集光合生物-菌混合物，处理后的水通过处理后的水出口管6进入其他工序，或达标排放。
[0050]下面结合应用的实施例对本发明作进一步说明。
[0051]实施例1
[0052]光合生物自生O2代替传统曝气的废水处理方法用于新鲜淀粉工业废水的原水处理步骤如下:
[0053]小球藻(Cholorellavulgaris)为本地筛选。黑曲霉(Aspergillus niger)用于模拟光合生物-菌共生体系。
[0054]使用3.6L玻璃材质(透明)的发酵罐(径高比=3)作为曝气池(容器)，在罐体侧壁安装2X5w LED(冷光源、白光)用于照明，白天使用自然光照，夜间用人工光源补光；
[0055]装入2.5升新鲜淀粉工业废水的原水(未灭菌)为培养基；接入10mL预培养小球藻(I X 107cells/mL)和 ImL 黑曲霉抱子悬液(I X 108cells/mL)；
[0056]室温下，静置培养小球藻，每天用微泡装置(由12W鱼缸充气机、导管和包裹钢丝网的发酵罐空气分布器组成)通入空气15min(3L/min)，促进液质混合并补充光合作用需要的CO2。
[0057]光照及鼓泡使用10Ah光伏发电装置提供电能。
[0058]实验结果，在静置状态下，光合生物(小球藻)趋向于附着在接近侧光源的容器壁上，生物量达到0.3g/L (干重)，光合作用产生的O2促进了黑曲霉生长，延长的菌丝包裹小球藻，形成形态不规则的藻-菌共生体；废水从黄色变成绿色，后随着藻细胞逐步被包裹入共生体，废水变得澄清、颜色浅，氮磷含量均在第一天就显著降低，然后维持在较低水平，直到部分微生物发生降解释放一些氮磷元素，结果如图2所示。
[0059]实施例2
[0060]光合生物自生O2代替传统曝气的废水处理方法用于腐败发黑并含有较多微生物的淀粉工业废水的处理步骤如下:
[0061]小球藻(Cholorellavulgaris)、黑曲霉(Aspergillus niger)为本地筛选，用于模拟光合生物-菌共生体系。
[0062]将室温下放置2周，腐败发黑并含有较多微生物的淀粉工业废水(原水，未灭菌)做为培养基。
[0063]使用15.0L聚丙烯材质的透明桶(径高比=1.5)作为曝气池(容器)进行实验，在罐体顶部15cm高安装2X 18w LED(混合色，白光，主照明)，侧面安装2X5w LED(红:蓝= 1:1，补充照明)，24h光照；
[0064]装入12.0升废水培养基，接入100mL预培养微藻(I X 107cells/mL)、1mL黑曲霉孢子悬液(I X 108cells/mL)；
[0065]室温下，静置培养小球藻，每天用微泡装置(由12W鱼缸充气机、导管、烧结材料制成的鱼缸用气泡石和外包裹钢丝网组成)通入空气2次，每次15min(3L/min)，促进液质混合并补充光合作用需要的CO2。
[0066]光照及鼓泡电能来自10Ah光伏发电装置。
[0067]实验结果:培养初期，通过黑曲霉的作用，降解腐败废水中的黑色物质，液体变得澄清，藻类开始光合作用，体系逐步变成绿色；然后经过藻-菌的共同作用，总氮持续下降到第4天，总磷在第一天下降到较低水平，后逐步维持低水平。直到部分微生物发生降解释放一些氮磷元素。藻-菌共生体在形态也不规则。小球藻(光合生物)达到4.lg/L(湿重)产生O2对黑曲霉的生长以及体系(废水)的澄清具有促进作用；最后，大量小球藻细胞聚集在红蓝LED补充光照的容器侧壁，废水变为淡黄色澄清。去除氮磷的结果如图3。
[0068]实施例3
[0069]光合生物自生O2代替传统曝气的废水处理方法用于新鲜淀粉工业废水的原水煮沸1min杀灭微生物营养体的处理步骤如下