专利名称：一种利用城市生活污水培养油藻的方法
技术领域：
本发明涉及一种培养油藻的方法，特别是指利用城市生活污水培养油藻的方法。
背景技术：
随着污水处理厂排放标准的提高及人口增加等带来负荷量的增大，以减少氮磷等营养盐排放为主要目标城市污水处理厂的升级改造这一难题日益突出，且目前尚没有有效的解决办法。生活污水中约80%的氮，50%的磷来源于尿液，而尿液的体积仅占生活污水体积的约I %，因此，利用源分离厕所将尿液从生活污水中分离成为人们处理污水的一种革新性方法，但目前高浓度源分离尿液的处理尚缺乏行之有效的手段。另一方面，化石燃料的日益枯竭使得能源危机日益突出，如何寻找替代能源成为 人们关注的研究热点。油藻由于具有生长迅、含油量高等优点，因而成为生产生物柴油的优先考虑物种，在近年来得到广泛关注和应用。目前，常见油藻的生产方法通常需要占据大量的土地与水资源，且同常在生产时还需要另外加入氮磷钾等营养盐，这就提高了其生产成本，并且限制了其大规模推广应用，因此，需要寻找一种合适廉价的替代生产方法。尿液用于农业生产在国内外已经有悠久的历史,但利用尿液培养油藻在国内尚没有相关的研究报道。本发明拟利用源分离尿液培养油藻，可将尿液中的氮磷等营养盐被油藻吸收，生成资源化产物，从而减轻城市污水处理厂的负荷，同时还可以为提供生物柴油的生产原料,解决能源危机。
发明内容
本发明解决了现有的问题，提供了一种利用城市生活污水培养油藻的方法。实现上述目的，本发明采用如下技术方案首先，将人们排放的尿液在源头从生活污水中分离，利用贮存设施将分离的尿液溶液进行贮存；其次，将贮存的尿液溶液输送到安放在上述住宅小区及办公楼等处的油藻培养设施中，利用尿液溶液中的营养盐实现藻类的培养同时实现对尿液的净化；最后，经过培养之后的混合液输送到藻水分离站进行分离处理，其中分离的油藻进行资源化回收，分离的残留液排入市政管网进入污水处理厂无害化处理后达标排放。进一步方案是第一步中的尿液溶液经过水稀释得到混合溶液，其中混合溶液中总氮浓度变化范围控制为18. 36 438. 10 mg/L,氨氮的变化范围控制为16. 17 385. 71mg/L,总磷的变化范围控制为I. 08 25. 71 mg/L,钾的变化范围控制为4. 39 104. 76mg/L, pH的变化范围控制为7. 12 8. 57，混合溶液在达到上述要求后进入藻类培养设施，油藻培养设施中的藻类可以是布朗葡萄藻、小球藻、微绿球藻、衣藻、三角褐指藻、等边金藻中的一种或几种。进一步方案是所述油藻培养设施安装在住宅小区楼顶或住宅墙面外部等采光良好的地方，该设施中的容器由透光材料制成。
进一步方案是所述油藻培养设施的透光容器内安装有温度调节装置，所述透光容器内的温度在10 35摄氏度。进一步方案是所述油藻培养设施中设置光照强度感应探头和照明设施。进一步方案是所述油藻培养设施中设置光照强度感应探头和照明设施，所述油藻培养设施中还安装杀菌设施、曝气设施、搅拌设施。进一步方案是第二步中油藻的培养可以是静态培养模式，所述静态培养模式为首先将藻类达到生长高峰时的80 95%藻尿混合溶液从培养设施中排放收获，在培养设施中保留占总体积约5 20%的藻尿混合溶液作为下一个周期的藻种源，并将尿液混合溶液补充到油藻培养设施中，而后进行约20 60天的培养期，在培养期中不再输入尿液溶液，经过培养期后，藻类达到生长高峰，随即重复上述步骤进行下一个培养周期；当然第二步中油藻的培养也可以是动态培养模式，所述动态培养模式为尿液溶液按照一定的流速与流量每日持续不断进入培养设施中，同时每日排出与进入尿液溶液相同体积的藻尿混合溶液进行收获，在动态培养模式中，藻类与尿液溶液的水力停留时间均控制为20 60天。 本发明的有益效果可通过源头分离技术，可将占生活污水污染物主要来源的尿液分离开来，有效降低城市污水处理厂负荷，解决城市污水处理厂难以达标的问题；同时通过油藻培养过程，使尿液中的大部分污染物被油藻吸收，同时生成资源化产物，为生物柴油的生产寻找一种潜在的有效途径。总之，本发明具有占地少、可操作性强、成本低、节能、减排、生态、环保等诸多好处，具有非常重用现实意义。下面结合附图对本发明作进一步描述。
图I为本发明实施方法流程示意 图2为本发明中的油藻培养设施结构示意图。
具体实施例方式一种利用城市生活污水培养油藻的方法，首先，将人们排放的尿液在源头从生活污水中分离，利用贮存设施将分离的尿液溶液进行贮存；其次，将贮存的尿液溶液输送到安放在上述住宅小区及办公楼等处的油藻培养设施I中，利用尿液溶液中的营养盐实现藻类的培养同时实现对尿液的净化；最后，经过培养之后的混合液输送到藻水分离站进行分离处理，其中分离的油藻进行资源化回收，分离的残留液排入市政管网进入污水处理厂无害化处理后达标排放。在本发明实施例中，第一步中的尿液溶液经过水稀释得到混合溶液，其中混合溶液中总氮浓度变化范围控制为18. 36 438. 10 mg/L,氨氮的变化范围控制为16. 17 385. 71 mg/L,总磷的变化范围控制为I. 08 25. 71 mg/L,钾的变化范围控制为4. 39 104. 76 mg/L, pH的变化范围控制为7. 12 8. 57，混合溶液在达到上述要求后进入藻类培养设施，油藻培养设施中的藻类可以是布朗葡萄藻、小球藻、微绿球藻、衣藻、三角褐指藻、等边金藻中的一种或几种。所述油藻培养设施I安装在住宅小区楼顶或住宅墙面外部等采光良好的地方，该设施I中的容器11由透光材料制成。所述油藻培养设施I的透光容器11内安装有温度调节装置12，所述透光容器11内的温度在10 35摄氏度。所述油藻培养设施I中设置光照强度感应探头13和照明设施14，所述油藻培养设施I中还安装杀菌设施15、曝气设施16、搅拌设施17。在本发明实施例中，第二步中油藻的培养可以是静态培养模式，所述静态培养模式为首先将藻类达到生长高峰时的80 95%藻尿混合溶液从培养设施中排放收获，在培养设施中保留占总体积约5 20%的藻尿混合溶液作为下一个周期的藻种源，并将尿液混合溶液补充到油藻培养设施中，而后进行约20 60天的培养期，在培养期中不再输入尿液溶液，经过培养期后，藻类达到生长高峰，随即重复上述步骤进行下一个培养周期；当然第二步中油藻的培养也可以是动态培养模式，所述动态培养模式为尿液溶液按照一定的流速与流量每日持续不断进入培养设施中，同时每日排出与进入尿液溶液相同体积的藻尿混合溶液进行收获，在动态培养模式中，藻类与尿液溶液的水力停留时间均控制为20 60天。本发明的具体实施例，以温州市茶山高教园区某男学生宿舍一号楼的生活污水为 处理对象，一号楼内共计人口 58人，日污水发生量为12吨左右，通过源分离厕所与尿液收集管网改造改造，可日收集尿液溶液约0. 5吨，其中收集的尿液溶液为原始尿液与自来水比例为2:100构成混合液，其中混合溶液中总氮浓度为238. 10 mg/L,氨氮为185. 71 mg/L,总磷为15. 71 mg/L,钾为74. 76 mg/L，pH值为7. 57 ;在宿舍楼下草地下方设施水泥制尿液贮存装置，容积为30 m3,并在贮存设施内设置潜污泵，当尿液积满时，通过潜污泵输送到藻类培养设施中。在宿舍楼顶，置有容积为12 m3，长高宽分别为20X1X0. 6 m的玻璃材质正方形油藻培养设施，且培养设施中设置相应的配套设施以控制光照强度不低于1500 lx、温度为10 35摄氏度，油藻培养设施中培养的油藻种类为小球藻。每经过20天，从上述藻类培养设施中可收集10 m3生长成熟的藻尿混合液，同时收集之后输入10 m3源分离尿液进行下个周期培养。收集后的藻尿混合液送至高教园区某藻水分离站，在分离站内利用离心机进行藻水分离，10 m3的藻尿混合液可获得约100 kg的干油藻，分离后的残留液排入城市污水管网进入城市污水处理厂进一步处理达标排放，分离后的干油藻则送至设置在温州市区的榨油厂，利用浸取法可获得约30 kg的生物柴油。
权利要求
1.ー种利用城市生活污水培养油藻的方法，其特征在于 首先，将人们排放的尿液在源头从生活污水中分离，利用贮存设施将分离的尿液溶液进行贮存；其次，将贮存的尿液溶液输送到安放在上述住宅小区及办公楼等处的油藻培养设施中，利用尿液溶液中的营养盐实现藻类的培养同时实现对尿液的浄化；最后，经过培养之后的混合液输送到藻水分离站进行分离处理，其中分离的油藻进行资源化回收，分离的残留液排入市政管网进入污水处理厂无害化处理后达标排放。
2.根据权利要求I所述的利用城市生活污水培养油藻的方法，其特征在于第一歩中的尿液溶液经过水稀释得到混合溶液，其中混合溶液中总氮浓度变化范围控制为18. 36 438.10 mg/L,氨氮的变化范围控制为16. 17 385. 71 mg/L,总磷的变化范围控制为I. 08 25. 71 mg/L,钾的变化范围控制为4. 39 104. 76 mg/L, pH的变化范围控制为7.12 8. 57，混合溶液在达到上述要求后进入藻类培养设施，油藻培养设施中的藻类可以是布朗葡萄藻、小球藻、微绿球藻、衣藻、三角褐指藻、等边金藻中的ー种或几种。
3.根据权利要求I或2所述的利用城市生活污水培养油藻的方法，其特征在于所述油藻培养设施安装在住宅小区楼顶或住宅墙面外部等采光良好的地方，该设施中的容器由透光材料制成。
4.根据权利要求I或2所述的利用城市生活污水培养油藻的方法，其特征在于所述油藻培养设施的透光容器内安装有温度调节装置，所述透光容器内的温度在10 35摄氏度。
5.根据权利要求3所述的利用城市生活污水培养油藻的方法，其特征在于所述油藻培养设施中设置光照强度感应探头和照明设施。
6.根据权利要求4所述的利用城市生活污水培养油藻的方法，其特征在于所述油藻培养设施中设置光照强度感应探头和照明设施，所述油藻培养设施中还安装杀菌设施、曝气设施、搅拌设施。
7.根据权利要求2所述的所述的利用城市生活污水培养油藻的方法，其特征在于第ニ步中油藻的培养可以是静态培养模式，所述静态培养模式为首先将藻类达到生长高峰时的80 95%藻尿混合溶液从培养设施中排放收获，在培养设施中保留占总体积约5 20%的藻尿混合溶液作为下ー个周期的藻种源，并将尿液混合溶液补充到油藻培养设施中，而后进行约20 60天的培养期，在培养期中不再输入尿液溶液，经过培养期后，藻类达到生长高峰，随即重复上述步骤进行下一个培养周期。
8.根据权利要求2所述的所述的利用城市生活污水培养油藻的方法，其特征在于第ニ步中油藻的培养可以是动态培养模式，所述动态培养模式为尿液溶液按照一定的流速与流量每日持续不断进入培养设施中，同时每日排出与进入尿液溶液相同体积的藻尿混合溶液进行收获，在动态培养模式中，藻类与尿液溶液的水力停留时间均控制为20 60天。
全文摘要
本发明涉及一种培养油藻的方法，特别是指利用城市生活污水培养油藻的方法。本发明采用如下技术方案首先，将人们排放的尿液在源头从生活污水中分离，利用贮存设施将分离的尿液溶液进行贮存；其次，将贮存的尿液溶液输送到安放在上述住宅小区及办公楼等处的油藻培养设施中，利用尿液溶液中的营养盐实现藻类的培养同时实现对尿液的净化；最后，经过培养之后的混合液输送到藻水分离站进行分离处理，其中分离的油藻进行资源化回收，分离的残留液排入市政管网进入污水处理厂无害化处理后达标排放。通过采用上述方案，本发明解决了现有的问题，提供了一种利用城市生活污水培养油藻的方法。
文档编号C12N1/12GK102676390SQ20121014705
公开日2012年9月19日 申请日期2012年5月11日 优先权日2012年5月11日
发明者叶海仁, 孔海南, 朱唯囡, 李军, 毛睿涛, 裴佳斐, 郑向勇, 黄子懿, 黎征武 申请人:温州大学