CN110467313A - 一种基于固定化微藻的船舶污水废气处理节能减排系统 - Google Patents

一种基于固定化微藻的船舶污水废气处理节能减排系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于固定化微藻的船舶污水废气处理节能减排系统，包括油污水收集罐、陶粒曝气生物滤池、SBR反应罐、固定化微藻生物反应器、生活污水收集罐、污泥存放舱及废气收集罐；油污水收集罐、陶粒曝气生物滤池、SBR反应罐及固定化微藻生物反应器依次连接，陶粒曝气生物滤池及SBR反应罐分别与污泥存放舱相连，生活污水收集罐与SBR反应罐连接，废气收集罐与固定化微藻生物反应器连接；固定化微藻生物反应器外侧设有光照系统，其内布置有固定化微藻，固定化微藻为海藻酸钠凝胶包埋固定后的海水小球藻。本发明采用固定化微藻对污水进行处理，同时将船舶的废气通入固定化微藻反应器中，实现污水废气一体化处理，固定化微藻可回收。

Description

一种基于固定化微藻的船舶污水废气处理节能减排系统
技术领域
本发明属于船舶污水技术领域，涉及一种基于固定化微藻的船舶污水废气处理节能减排系统。
背景技术
近年来随着海洋开发力度的加大，船舶的应用大幅度升高，在航行中，不可避免产生很多污水，如含油洗舱水、机舱水、含油压载水等油污水和卫生间、厨房、餐厅等排出的生活污水。为了保护有限的海洋资源，世界各国都在积极采取措施减少或防止船舶或海上平台对海洋造成的污染。因此，在将船舶等海上平台产生的污水排入海洋前，必须对污水进行处理，以使其达到排放标准。
目前的船舶用污水处理系统主要分为独立的生活污水处理系统和油污水处理系统，其需要两套设备，设备较多，基建成本及运行费用高，管理工作量大。同时，目前的污水处理设备对污水的处理效果不佳，处理后的污水氮磷含量超标，直接排放将导致水体富营养化，引发赤潮，严重破坏了食物链和生态平衡。船舶排放的废气多未经处理直接排放，其排放量与日俱增，造成了大气环境污染，开发一种能降低废气排放量的船舶用废气处理装置成为了当前的迫切需求。
因此，开发一种设备少、成本低廉、处理效果好且能同时处理废气、生活污水及油污水的船舶污水废气处理系统极具现实意义。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术设备多、基建成本及运行费用高、管理工作量大、处理效果不佳且不能对废气进行有效处理的缺陷，提供一种设备少、成本低廉、处理效果好且能同时处理废气、生活污水及油污水的船舶污水废气处理系统。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种基于固定化微藻的船舶污水废气处理节能减排系统，包括油污水收集罐、陶粒曝气生物滤池、SBR(序批式活性污泥法)反应罐、固定化微藻生物反应器、生活污水收集罐、污泥存放舱及废气收集罐；
所述油污水收集罐、陶粒曝气生物滤池、SBR反应罐及固定化微藻生物反应器依次连接，所述陶粒曝气生物滤池及SBR反应罐分别与污泥存放舱相连，所述生活污水收集罐与SBR反应罐连接，所述废气收集罐与固定化微藻生物反应器连接；
所述固定化微藻生物反应器外侧设有光照系统，其内布置有固定化微藻，其与SBR反应罐通过废水通入管连接，通过废水排放管与外界连通，与废气收集罐通过废气通入管连接，通过废气排放管与外界连通，所述固定化微藻为海藻酸钠凝胶包埋固定后的海水小球藻。
本发明首先选用陶粒曝气生物滤池对油污水进行处理，陶粒曝气生物滤池能够将生物降解及固液分离集为一体，陶粒空隙率高，比表面积大，化学性能稳定，吸附效果好，其对油污水的除油效果好；其后，油污水经陶粒曝气生物滤池处理后与生活污水一起流入SBR反应罐，SBR为典型的完混工艺，其工艺简单，无需初沉池和二沉池等设施，仅需一座SBR反应罐，成本低廉，其运行方式灵活，脱氮除磷效果较好，适合处理高浓度有机废水；最后，SBR反应罐处理后的污水由废水通入管流入固定化微藻生物反应器中，同时将船舶排放的废气由废气通入管通入固定化微藻生物反应器中，固定化微藻在光照的作用下，利用污水中的碳酸盐及通入废气中的二氧化碳为碳源，以污水中的有机氮和无机氮为氮源，合成组成藻细胞的蛋白质和氨基酸，同时通过磷酸酸化将污水中的磷转化为ATP和磷脂等有机物，以降低污水的氮、磷含量，同时实现了对废气的处理，显著降低了废气的排放量，同时本发明采用的固定化微藻还可重复回收利用，其产生的生物量可以用于制备生物能源，生产高附加值产物，作为鱼类、轮虫饵料等，实现资源再利用。
本发明选用海藻酸钠凝胶包埋固定后的海水小球藻作为固定化微藻，海水小球藻是单细胞藻类，其生态分布广泛，对生长条件要求简单，环境耐受性强，生长速度快，应用价值高，使用其处理污水符合生态学原理，具有成本低、能耗少、效率高、收益大及出水溶解氧含量高等优点，通过对海水小球藻进行特殊的包埋处理，一方面包埋材料海藻酸钠凝胶吸水性好，能够增大海水小球藻与海水的接触面积，提高了其处理污水及废气的性能，另一方面，其对小球藻进行了有效固定，确保藻类能与处理液轻松分离。
陶粒曝气生物滤池是一种将生物降解和固液分离集于一体的污水处理工艺，其工艺本身具有截留悬浮物和活性污泥的作用，不需设置沉淀池因而占地面积小；其生物量较大，处理效果较好；同时由于该工艺气、液、固三项有很好的接触，工艺的氧转移率很高，动力消耗较低；无污泥膨胀的危险，无需设置污泥回流装置，反冲洗部分可实现自动化，护管理简便；陶粒空隙率高，表面积较大，化学性能稳定，吸附效果好，能够适应各类复杂的水体，除油率可以达到93％，并且再生方便。
SBR(间歇曝气活性污泥工艺)是在单一的反应器内，按时间顺序进行进水、反应(曝气)、沉淀、出水、待机(闲置)等基本操作，从污水的流入开始到待机时间结束为一个周期操作，这样周而复始，从而达到污水处理的目的。SBR工艺有如下特点：(1)工艺流程简单，基建和运行维护费用低：SBR工艺系统无初沉池和二沉池等设施，主体结构仅为一座SBR反应器，建设投资可减少30％；(2)运行方式灵活，脱氮除磷效果较好，该工艺可以通过不同的操作控制(一般是通过对时间的管控)，灵活地进行不同方式的运行，可以根据原污水中氮磷物质的含量情况，对一些处理流程进行强化，从而达到较好的脱氮除磷效果；(3)可以抑制活性污泥膨胀，间歇式活性污泥工艺被公认为最不易发生污泥膨胀现象的工艺；(4)SBR工艺耐冲击负荷能力强，具有处理高浓度有机污水和有毒废水的能力：SBR工艺在时间上是理想的推流工艺系统，就水流状态而言，SBR是典型的完混工艺，完混工艺在处理高浓度有机废水方面，有很强的优势。SBR工艺具有抗冲击负荷、占地面积小，基建费用低的优点，非常适用于船舶污水处理应用。
微藻是一种形态微小、形体多样、适应性较强和分布广泛的一类低等单细胞微生物体是水体生态循环系统中的初级生产者，在污染水体的环境修复和水体净化方面起着非常重要的作用，微藻以水中氮磷和有机物等作为营养物质，以光能作为能源，以水作为电子受体，在光合作用下，微藻自身得到生长，同时水中氮磷和有机污染物质得以去除，微藻是地球上将二氧化碳与无机氮转化为有机物的效率最高的一种光合微生物，被誉为是由阳光驱动的高效“生物工厂”。使用微藻深度处理污水有很大的优势，除了成本很低，不会产生二次污染外，收获的微藻生物量经济价值也很高。微藻油脂含量很高(约为其干重的20％～50％，甚至有的微藻油脂含量80％，使用微藻作为制备生物能源的原材料，具有很高的实用价值。此外大部分微藻除了可以生产生物油脂外，还可以生产类抗氧化剂、胡萝卜素、多肽酶聚合物及固醇类物质。还可制备氢、沼气、醇类、烃类等燃料，生产油脂的残渣还可根据藻种特性用于生产食品、微藻蛋白、饲料、食用色素、颜料、肥料、土壤调节剂等副产品。藻类因其污染物去除效果好、生长快、培养能耗低等特点在净化污水方面受到广泛关注。由于不同的藻种之间及同种藻不同株系间均存在着明显的生理特性差异，所以不同的藻类去除水体中氮磷的能力也大有不同。利用富营养污水培养微藻，在提供了微藻生长所需的营养的同时，也降低了水体中氮磷的含量，从而使污水得到了净化，但这种培养系统占地面积大，成本高，微藻从中分离出来需离心过滤，耗时耗力。本发明选用固定化微藻对污水进行处理，由于其内固定化载体的存在，其对氮磷具有一定的吸附富集作用，对环境等的变化具有一定的缓冲作用，同时其相比于悬浮态的微藻具有更强的增长性和生理活性，具有处理效率高、对pH值、温度、有毒物质和有机溶剂等环境变化承受能力强等优点，此外，固定化可以改善微藻自身的代谢调控，提升藻细胞的功能，微藻细胞固定化后能够避免浮游动物对它的捕食，间接提高与其他物种对营养物质的竞争力，并且，包埋后光合效率都有所提高。利用微藻自身代谢通路不仅可以获得油脂，还可以得到氢、乙醇、碳水化合物等，这些物质可直接或间接经热化学和生化方法转化成优质的生物燃料。固定化能够保护藻细胞的光合系统，而游离细胞在气升式培养条件下易发生退化，叶绿素含量明显降低，细胞逐渐解体。此外，藻类具有吸收污水中重金属的能力，利用藻类处理被重金属污染的水体具有高效、低耗、环保等特点。而固定化微藻用于重金属废水处理时，由于固定化技术在增加单位体积生物量，提高处理负荷的同时，也减少了解吸过程中微藻的损失量、并且固定化载体对重金属离子具有吸附富集作用，对其毒性却具有缓冲作用，从而使得固定化微藻具有更高的处理效率和吸附量。与传统方法相比，藻类生物吸附法，价格低廉，处理效果好，不产生二次污染，同时还可以对一些贵重金属进行回收利用。对于本发明的应用场景而言，本发明还能将船舶的废气通入固定化微藻反应器中，实现污水废气一体化处理。船舶产生的尾气中含有大量的CO2、CO、硫化物、氮氧化合物等无机物，微藻能吸收这些物质，合成糖类、蛋白质及脂肪。
作为优选的技术方案：
如上所述的一种基于固定化微藻的船舶污水废气处理节能减排系统，所述固定化微藻生物反应器每小时的废气处理量为8～10L/1kg固定化微藻，每小时的废水处理量为3～5L/1kg固定化微藻。
如上所述的一种基于固定化微藻的船舶污水废气处理节能减排系统，所述固定化微藻的制备过程为：
(1)向浓度为4wt％的海藻酸钠溶液接种海水小球藻，其中接种藻细胞数为1.3×106～1.5×106个/mL；
(2)将接种海水小球藻后的海藻酸钠溶液缓慢滴入浓度为1～1.5wt％的氯化钙溶液中直至形成凝胶珠，将凝胶珠保存在上述氯化钙溶液中30min后，取出凝胶珠即得固定化微藻。将海藻酸钠溶液缓慢滴入氯化钙溶液建议采用注射器操作，操作高度最好为距液面12～15cm处，过低凝胶珠形状不规则，过高液体容易飞溅。海藻酸钠溶液的浓度对固定化微藻的性能影响较大，其浓度过低使得体系粘度下降，同时羧酸钠基团变少，因此包埋的藻细胞数就少，故微藻对污水废气处理量及效率降低；浓度过高，海藻酸钠只能用粗针头注射，针头粗会粘着，难促使形成液滴，形成条状，品相极差，因此微藻对污水废气处理效率也会下降。
如上所述的一种基于固定化微藻的船舶污水废气处理节能减排系统，所述海藻酸钠溶液的制备过程为：将海藻酸钠溶于水配制海藻酸钠胶液后加热海藻酸钠胶液直至胶状海藻酸钠完全消失，冷却至室温后即得海藻酸钠溶液；
对接种海水小球藻后的海藻酸钠溶液进行充分搅拌以混合均匀。
如上所述的一种基于固定化微藻的船舶污水废气处理节能减排系统，所述油污水收集罐、陶粒曝气生物滤池、SBR反应罐及生活污水收集罐内均设有搅拌器；本发明的保护范围并不仅限于此，本发明仅以此为例，其内也可不设置搅拌器，但缺少搅拌容器内的污水会存在均匀性不佳的问题，会在一定程度上影响对污水的处理效果，当然本领域技术人员也可采用其他能够使得容器内污水均匀的设备；
所述陶粒曝气生物滤池、SBR反应罐分别连接有鼓风机，本发明通过鼓风机进行曝气，曝气的主要作用是充氧、搅动和混合，充氧的目的是向反应系统提供所需的溶解氧，以保证微生物代谢过程的需氧量；搅动和混合的目的是使曝气池中的污泥处于悬浮状态，从而增加废水与活性污泥的充分接触，提高传质效率，保证曝气池的处理效果，曝气时间不足，系统的溶解氧供应不充分，微生物的代谢将受到影响；曝气时间过长，微生物进行消耗性内源呼吸，活性污泥的量将减少，活性污泥的絮状结构也将受到破坏，本发明曝气时间为8h，供气量为800L/h；
所述废气收集罐与废气排放口间设有废气预处理装置，由于船舶排出的废气温度较高(80～120℃)，与微藻生长环境温度(20～30℃)不匹配，因此，废气需要通过冷却塔降温后再进入固定化微藻生物反应器中。
如上所述的一种基于固定化微藻的船舶污水废气处理节能减排系统，还包括消毒器，所述消毒器一端通过废水排放管与固定化微藻生物反应器连通，另一端与外界连通。本发明的保护范围并不仅限于此，对废水进行消毒杀死废水中残留的细菌后再将其排放，以降低污水对海洋环境的污染。
如上所述的一种基于固定化微藻的船舶污水废气处理节能减排系统，所述消毒器采用次氯酸钠对固定化微藻生物反应器排放的废水进行处理，次氯酸钠可在次氯酸钠发生器中由海水电解产生，原料易得，成本低廉。本发明的消毒器的具体作业形式并不仅限于此，也可采用高温杀菌等其他形式对废水进行处理，本领域技术人员可根据实际需求选择合适的处理方式。
如上所述的一种基于固定化微藻的船舶污水废气处理节能减排系统，所述陶粒曝气生物滤池内设有陶粒，污水在陶粒曝气生物滤池内的停留时间为120～160min。
如上所述的一种基于固定化微藻的船舶污水废气处理节能减排系统，污水在固定化微藻生物反应器内的停留时间为96h。
如上所述的一种基于固定化微藻的船舶污水废气处理节能减排系统，各部件通过管道连接，所有连接各部件的管道上均设有驱动污水或废气按照指定方向运动的动力泵。
有益效果：
(1)本发明的一种基于固定化微藻的船舶污水废气处理节能减排系统，对生活污水和油污水进行一体化处理，减少设备，大大降低了运行成本及占地面积；
(2)本发明的一种基于固定化微藻的船舶污水废气处理节能减排系统，采用陶粒曝气生物滤池，除油率可达93％，采用SBR(序批间歇式活性污泥工艺)反应罐对污水进行二级处理，节省空间；
(3)本发明的一种基于固定化微藻的船舶污水废气处理节能减排系统，采用固定化微藻对污水进行精处理，微藻可以进一步吸收去除二级出水中的氮、磷及有害重金属离子；
(4)本发明的一种基于固定化微藻的船舶污水废气处理节能减排系统，将船舶的废气通入固定化微藻反应器中，实现污水废气一体化处理，并且固定化微藻可以回收利用。
附图说明
图1为本发明的一种基于固定化微藻的船舶污水废气处理节能减排系统的设备流程图；
图2为本发明的固定化微藻生物反应器的示意图；
其中，1-动力泵，2-油污水收集罐，3-搅拌器，4-陶粒曝气生物滤池，41-陶粒，5-生活污水收集罐，6-鼓风机，7-SBR反应罐，8-废气收集罐，9-固定化微藻生物反应器，91-光照系统，92-固定化微藻，93-废水通入管，94-废水排放管，95-废气通入管，96-废气排放管，10-消毒器，11-污泥存放舱。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的具体实施方式做进一步阐述。
实施例1
一种基于固定化微藻的船舶污水废气处理节能减排系统，如图1所示，包括油污水收集罐2、陶粒曝气生物滤池4、SBR反应罐7、固定化微藻生物反应器9、生活污水收集罐5、污泥存放舱11、废气收集罐8和消毒器10；
油污水收集罐8、陶粒曝气生物滤池4、SBR反应罐7及固定化微藻生物反应器9依次连接，陶粒曝气生物滤池4及SBR反应罐7分别与污泥存放舱11相连，生活污水收集罐5与SBR反应罐7连接，废气收集罐8与固定化微藻生物反应器9连接，消毒器10一端通过废水排放管96与固定化微藻生物反应器9连通，另一端与外界连通，其采用次氯酸钠对固定化微藻生物反应器排放的废水进行处理；
油污水收集罐8、陶粒曝气生物滤池4、SBR反应罐7及生活污水收集罐5内均设有搅拌器3，陶粒曝气生物滤池4、SBR反应罐7分别连接有鼓风机6，废气收集罐8与废气排放口间设有废气预处理装置，陶粒曝气生物滤池4内设有陶粒41，污水在陶粒曝气生物滤池内的停留时间为120～160min，各部件通过管道连接，所有连接各部件的管道上均设有驱动污水或废气按照指定方向运动的动力泵1；
固定化微藻生物反应器9如图2所示，其外侧设有光照系统91，其内布置有固定化微藻92，其与SBR反应罐7通过废水通入管93连接，通过废水排放管94与外界连通，与废气收集罐8通过废气通入管95连接，通过废气排放管96与外界连通，污水在固定化微藻生物反应器内的停留时间为96h，固定化微藻生物反应器每小时的废气处理量为10L/1kg固定化微藻，每小时的废水处理量为5L/1kg固定化微藻，固定化微藻为海藻酸钠凝胶包埋固定后的海水小球藻，固定化微藻的制备过程为：
(1)将海藻酸钠溶于水配制浓度为4wt％的海藻酸钠胶液后加热海藻酸钠胶液直至胶状海藻酸钠完全消失，冷却至室温后即得浓度为4wt％的海藻酸钠溶液；
(2)向浓度为4wt％的海藻酸钠溶液接种海水小球藻，充分搅拌以混合均匀，其中接种藻细胞数为1.5×106个/mL；
(3将接种海水小球藻后的海藻酸钠溶液缓慢滴入浓度为1.5wt％的氯化钙溶液中直至形成凝胶珠，将凝胶珠保存在上述氯化钙溶液中30min后，取出凝胶珠即得固定化微藻。
经验证，本发明的基于固定化微藻的船舶污水废气处理节能减排系统，对生活污水和油污水进行一体化处理，减少设备，大大降低了运行成本及占地面积；采用陶粒曝气生物滤池，除油率可达93％，采用SBR(序批间歇式活性污泥工艺)反应罐对污水进行二级处理，节省空间；采用固定化微藻对污水进行精处理，微藻可以进一步吸收去除二级出水中的氮、磷及有害重金属离子；将船舶的废气通入固定化微藻反应器中，实现污水废气一体化处理，并且固定化微藻可以回收利用，极具应用前景。
实施例2
一种基于固定化微藻的船舶污水废气处理节能减排系统，其结构与实施例1基本相同，不同在于，其选用的固定化微藻不同，其接种的藻类为栅藻，固定化微藻生物反应器每小时的废气处理量为7L/1kg固定化微藻，每小时的废水处理量为2L/1kg固定化微藻。
实施例3
一种基于固定化微藻的船舶污水废气处理节能减排系统，其结构与实施例1基本相同，不同在于，接种藻细胞数为1.2×106个/mL，固定化微藻生物反应器每小时的废气处理量为7L/1kg固定化微藻，每小时的废水处理量为2.9L/1kg固定化微藻。
实施例4
一种基于固定化微藻的船舶污水废气处理节能减排系统，其结构与实施例1基本相同，不同在于，其采用壳聚糖替换浓度为4wt％的海藻酸钠溶液，固定化微藻生物反应器每小时的废气处理量为6L/1kg固定化微藻，每小时的废水处理量为2L/1kg固定化微藻。
综合分析，实施例1～4以发现，只有选用合适的固定剂及藻类并与接种藻细胞数配合才能保证固定化微藻生物反应器的性能，从而显著提高本发明的船舶污水废气处理节能减排系统的处理性能。
实施例5
一种基于固定化微藻的船舶污水废气处理节能减排系统，其结构与实施例1基本相同，不同在于，其接种藻细胞数为1.3×106个/mL，氯化钙溶液的浓度为1wt％，固定化微藻生物反应器每小时的废气处理量为8L/1kg固定化微藻，每小时的废水处理量为3L/1kg固定化微藻。
实施例6
一种基于固定化微藻的船舶污水废气处理节能减排系统，其结构与实施例1基本相同，不同在于，其接种藻细胞数为1.4×106个/mL，氯化钙溶液的浓度为1.2wt％，固定化微藻生物反应器每小时的废气处理量为9L/1kg固定化微藻，每小时的废水处理量为4L/1kg固定化微藻。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应该理解，这些仅是举例说明，在不违背本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改。

Claims (10)

1.一种基于固定化微藻的船舶污水废气处理节能减排系统，其特征在于，包括油污水收集罐、陶粒曝气生物滤池、SBR反应罐、固定化微藻生物反应器、生活污水收集罐、污泥存放舱及废气收集罐；
所述油污水收集罐、陶粒曝气生物滤池、SBR反应罐及固定化微藻生物反应器依次连接，所述陶粒曝气生物滤池及SBR反应罐分别与污泥存放舱相连，所述生活污水收集罐与SBR反应罐连接，所述废气收集罐与固定化微藻生物反应器连接；
所述固定化微藻生物反应器外侧设有光照系统，其内布置有固定化微藻，其与SBR反应罐通过废水通入管连接，通过废水排放管与外界连通，与废气收集罐通过废气通入管连接，通过废气排放管与外界连通，所述固定化微藻为海藻酸钠凝胶包埋固定后的海水小球藻。
2.根据权利要求1所述的一种基于固定化微藻的船舶污水废气处理节能减排系统，其特征在于，所述固定化微藻生物反应器每小时的废气处理量为8～10L/1kg固定化微藻，每小时的废水处理量为3～5L/1kg固定化微藻。
3.根据权利要求1所述的一种基于固定化微藻的船舶污水废气处理节能减排系统，其特征在于，所述固定化微藻的制备过程为：
(1)向浓度为4wt％的海藻酸钠溶液接种海水小球藻，其中接种藻细胞数为1.3×106～1.5×106个/mL；
(2)将接种海水小球藻后的海藻酸钠溶液缓慢滴入浓度为1～1.5wt％的氯化钙溶液中直至形成凝胶珠，将凝胶珠保存在上述氯化钙溶液中30min后，取出凝胶珠即得固定化微藻。
4.根据权利要求3所述的一种基于固定化微藻的船舶污水废气处理节能减排系统，其特征在于，所述海藻酸钠溶液的制备过程为：将海藻酸钠溶于水配制海藻酸钠胶液后加热海藻酸钠胶液直至胶状海藻酸钠完全消失，冷却至室温后即得海藻酸钠溶液；
对接种海水小球藻后的海藻酸钠溶液进行充分搅拌以混合均匀。
5.根据权利要求1所述的一种基于固定化微藻的船舶污水废气处理节能减排系统，其特征在于，所述油污水收集罐、陶粒曝气生物滤池、SBR反应罐及生活污水收集罐内均设有搅拌器；
所述陶粒曝气生物滤池、SBR反应罐分别连接有鼓风机；
所述废气收集罐与废气排放口间设有废气预处理装置。
6.根据权利要求1所述的一种基于固定化微藻的船舶污水废气处理节能减排系统，其特征在于，还包括消毒器，所述消毒器一端通过废水排放管与固定化微藻生物反应器连通，另一端与外界连通。
7.根据权利要求6所述的一种基于固定化微藻的船舶污水废气处理节能减排系统，其特征在于，所述消毒器采用次氯酸钠对固定化微藻生物反应器排放的废水进行处理。
8.根据权利要求1所述的一种基于固定化微藻的船舶污水废气处理节能减排系统，其特征在于，所述陶粒曝气生物滤池内设有陶粒，污水在陶粒曝气生物滤池内的停留时间为120～160min。
9.根据权利要求1所述的一种基于固定化微藻的船舶污水废气处理节能减排系统，其特征在于，污水在固定化微藻生物反应器内的停留时间为96h。
10.根据权利要求1所述的一种基于固定化微藻的船舶污水废气处理节能减排系统，其特征在于，各部件通过管道连接，所有连接各部件的管道上均设有驱动污水或废气按照指定方向运动的动力泵。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113371929A (zh) * 2021-05-28 2021-09-10 河海大学 一种厨房污水资源化处理装置

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1834035A (zh) * 2006-04-04 2006-09-20 中山大学 利用固化藻球处理污水中有机锡化合物的方法
CN101508506A (zh) * 2009-03-25 2009-08-19 华南理工大学 一种港口化学品废水的处理方法
CN102198994A (zh) * 2011-03-23 2011-09-28 大连市市政设计研究院有限责任公司 一种船舶污水自动化、集成化mbr自动处理系统
CN102815839A (zh) * 2012-08-27 2012-12-12 哈尔滨工业大学 一种废气和废水耦合低碳排能源化的方法和装置
CN104556544A (zh) * 2013-10-29 2015-04-29 中国石油化工股份有限公司 一种利用微藻处理油田污水及固定co2制生物柴油的方法
CN206751605U (zh) * 2017-03-29 2017-12-15 安徽德玉环境工程装备有限公司 一种船舶修理厂含油污水处理设备
CN109534513A (zh) * 2018-12-28 2019-03-29 厦门理工学院 生物炭强化的菌藻固定化制剂原位净化水产养殖废水方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1834035A (zh) * 2006-04-04 2006-09-20 中山大学 利用固化藻球处理污水中有机锡化合物的方法
CN101508506A (zh) * 2009-03-25 2009-08-19 华南理工大学 一种港口化学品废水的处理方法
CN102198994A (zh) * 2011-03-23 2011-09-28 大连市市政设计研究院有限责任公司 一种船舶污水自动化、集成化mbr自动处理系统
CN102815839A (zh) * 2012-08-27 2012-12-12 哈尔滨工业大学 一种废气和废水耦合低碳排能源化的方法和装置
CN104556544A (zh) * 2013-10-29 2015-04-29 中国石油化工股份有限公司 一种利用微藻处理油田污水及固定co2制生物柴油的方法
CN206751605U (zh) * 2017-03-29 2017-12-15 安徽德玉环境工程装备有限公司 一种船舶修理厂含油污水处理设备
CN109534513A (zh) * 2018-12-28 2019-03-29 厦门理工学院 生物炭强化的菌藻固定化制剂原位净化水产养殖废水方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113371929A (zh) * 2021-05-28 2021-09-10 河海大学 一种厨房污水资源化处理装置

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