一种基于微藻/活性污泥的水处理工艺的制作方法

本发明涉及一种以小球藻和活性污泥处理污水的工艺，属于微生物水处理领域。

背景技术：

活性污泥处理污水的工艺是目前污水处理厂使用的主流工艺，但其存在着不能同步脱氮除磷，污泥量大，后续处理成本高，以及碳排放高等缺点。而且近年来污水的特质也发生了变化，污水量上升，cod含量下降，氮磷含量升高，同时国家标准也在逐渐严格，污水处理厂原有的工艺和设备很难达到新的污水处理标准。除此之外，目前的污水处理厂存在耗电量大，产生温室气体等问题，这些问题是目前使用的工艺原理决定的，目前主流的研究方向只能通过优化流程来减少能耗和温室气体的产生，并不能从根本上解决这些问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提出一种新的污水处理工艺，是基于微藻/活性污泥的污水处理工艺，利用小球藻在光照条件下能够产生氧气，自身具备脱氮除磷的能力，将小球藻和活性污泥共同培养，利用两者的互补性，提供一种耗能少，不产生温室气体的新型污水处理工艺。

一种基于微藻/活性污泥的污水处理工艺，将活性污泥作为种泥和小球藻共同培养，以人工模拟废水为培养液，连续运行反应装置进行污水处理，处理时间为8-12小时，其中，所述人工模拟废水由下述组分组成且各组分浓度为：cod200-400mg/l，氨氮10-20mg/l，总磷2-4mg/l，硫酸镁75mg/l。

上述技术方案中，所述“活性污泥”为好氧活性污泥。

上述技术方案中，所述氨氮优选以nh4cl为原料加入人工模拟废水中；所述cod优选以c6h12o6为原料加入人工模拟废水中；所述总磷优选以nah2po4·2h2o为原料加入人工模拟废水中，即所述人工模拟废水由下述组分组成且各组分浓度为：cod200-400mg/l，氨氮10-20mg/l，二水合磷酸二氢钠(nah2po4·2h2o)10-20mg/l，硫酸镁75mg/l。

上述技术方案中，优选小球藻的vss浓度为800-1200mg/l，更优选为900mg/l。

上述技术方案中，优选活性污泥的vss浓度为500-800mg/l，更优选为687mg/l。

上述技术方案中，所适用的化学需氧量为200-400mg/l；所适用的氨氮浓度为10-20mg/l；所适用的总磷浓度为2-4mg/l。

上述技术方案中，优选cod的浓度为300mg/l，氨氮的浓度为15mg/l。

上述技术方案中，优选污水处理工艺的条件为：反应装置内部温度为23±1℃，ph为7.0～8.5，需光照，光照强度为2500-3500lux。

上述技术方案中，所述污水处理工艺使用的反应装置为膜生物反应器。

上述技术方案中，优选膜生物反应器运行方式：采取连续不间断运行；平均2小时取水样，测定出水中氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮、总磷的浓度和化学需氧量，以及反应器中溶解氧的浓度。

本发明的有益效果为：

1、目前国内的污水处理厂使用的污水处理方法多为好氧活性污泥法，此方法需要大量的曝气，以提供足够的氧气，消耗大量的电能，而小球藻本身能在光照存在的条件下产生氧气，提供给活性污泥，减少了曝气的电能消耗。且根据微环境理论，本发明利用小球藻产氧，大大提高了污泥颗粒对氧气的利用效率，达到了较好的除去cod的效果，在2765lux光强下，vss比例为ma:as＝1.3:1的比例下，cod去除率能够达到96.44％，污水中的cod能够降低至8.9mg/l。

2、小球藻本身同样可以利用有机物进行异养代谢，能够有效降低污水中的氮元素和磷元素。

3、活性污泥与小球藻共同培养，能够增强小球藻的沉降能力，对出水水质的提高有较大帮助。

4、实验中所用的污泥浓度远低于现行工艺所使用的污泥浓度，大大降低了后续的污泥处理成本。

5、本工艺不需额外的曝气耗能，无需额外设置缺氧区和好氧区，反应装置简单，运行简易稳定，是一种实用、高效、环保的水处理工艺。

附图说明

图1为反应器运行图，附图标记如下：1、反应器，2、磁力搅拌器转子，3、磁力搅拌器，4、光照培养箱。

所用反应器1采用玻璃瓶，内置磁力搅拌器转子2放置在磁力搅拌器3上，内径为60mm，高度145mm，有效容积0.3l，工作容积0.25l。整个反应器置于光照培养箱4中，光照培养箱能提供反应所需的光源，并控制温度。

图2为不同微藻：活性污泥(ma:as)比例条件下，各反应器去除cod情况的对比图，其中，ma:as＝1.3:1为实施例1，ma:as＝0.7:1和ma:as＝1.8:1分别为实施例2和实施例3；

图3为不同ma:as比例条件下，各反应器去除nh4⁺-n情况的对比图，其中，ma:as＝1.3:1为实施例1，ma:as＝0.7:1和ma:as＝1.8:1分别为实施例2和实施例3；

图4为不同ma:as比例条件下，各反应器去除tp情况的对比图，其中，ma:as＝1.3:1为实施例1，ma:as＝0.7:1和ma:as＝1.8:1分别为实施例2和实施例3；

图5为不同光照条件下，各反应器去除cod情况的对比图，其中光强为2765lux为实施例1，光强为4905lux为实施例4，光强为7433lux为实施例5；

图6为不同光照条件下，各反应器去除nh4⁺-n情况的对比图，其中光强为2765lux为实施例1，光强为4905lux为实施例4，光强为7433lux为实施例5；

图7为不同光照条件下，各反应器去除tp情况的对比图，其中光强为2765lux为实施例1，光强为4905lux为实施例4，光强为7433lux为实施例5。

具体实施方式

下述非限制性实施例可以使本领域的普通技术人员更全面地理解本发明，但不以任何方式限制本发明。

下述实施例中所述试验方法，如无特殊说明，均为常规方法；所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得。

实施例1

一种用小球藻和活性污泥处理污水的工艺，包括如下步骤：

①接种污泥的选取：选取大连市凌水污水处理厂的活性污泥作为种泥，反应器内污泥浓度vss浓度为687mg/l。

②藻种的选取：选取小球藻为使用藻种，编号为fachb-729，小球藻的vss浓度为900mg/l。

③反应器：反应器为图1，其由玻璃材料制成，工作体积0.25升。

④培养液的组成成分及浓度：

⑤反应器运行条件：控制反应器内部温度为23±1℃，ph范围在7.0～8.5之间，需光照，光照强度为2765lux。

⑥反应器运行方式：采取连续不间断运行，平均2小时取水样，测定出水中氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮、总磷的浓度和化学需氧量，以及装置中溶解氧的浓度。

实施例2

其他与实施例1相同，不同的是活性污泥的vss浓度为1300mg/l。

实施例3

其他与实施例1相同，不同的是活性污泥的vss浓度为511mg/l。

实施例4

其他与实施例1相同，不同的是光照强度为4905lux。

实施例5

其他与实施例1相同，不同的是光照强度为7433lux。

表1

从表1可以看出，采用本技术可以实现cod，氨氮和磷的同步去除，实施例1所采用的反应条件在各方面的性能均有良好的表现，且消耗的能源最少。这一结果表明，通过控制小球藻和活性污泥的比例，浓度以及光照强度，能够构建一个反应体系，同步的去除cod，氨氮和总磷等污染物。