CN110563269A - 一种污水处理装置以及利用微藻处理污水兼利用污水生产微藻的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种污水处理装置以及利用微藻处理污水兼利用污水生产微藻的方法，属于污水处理技术领域。本发明所述污水处理装置包括依次连通的进水口、预处理池、微藻光反应器和出水口；所述微藻光反应器还连通有微藻收集装置；所述出水口前安装有膜组件。本发明所述利用微藻处理污水兼利用污水生产微藻的方法，使用上述污水处理装置，进行污水处理和微藻生产。本发明提供的污水处理装置以及利用微藻处理污水兼利用污水生产微藻的方法，相比于主流污水处理工艺而言能耗低、占地少，二次污染小；且无需设置二沉池、无需投加混凝剂、几乎无需处置剩余污泥；同时，本发明能够生产微藻产品，产生额外的经济价值。
Description
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域，具体涉及一种污水处理装置以及利用微藻处理污水兼利用污水生产微藻的方法。
背景技术
目前主流的污水处理工艺多为基于活性污泥法、生物接触氧化法等生物处理法，其普遍存在高能耗投入和剩余污泥二次污染等问题，成本投入高，效益产出低。而污水作为巨大的氮磷营养盐来源，应当得到资源化利用。
微藻指包括但不限于小球藻、硅藻、螺旋藻等的单细胞藻类，其能够将氮磷营养盐大量转化为蛋白质、油脂等物质，可作为食品、饲料、医药、能源等领域的生产原料，具有明显的经济价值。
目前已有不少将微藻用于污水处理的研究与报道，但其内容大多侧重于污水处理本身，未对获取微藻产品进行兼顾。
发明内容
有鉴于背景技术中存在的技术问题，本发明的目的在于提供一种污水处理装置以及利用微藻处理污水兼利用污水生产微藻的方法，既能够利用微藻处理污水，又能够顺利获得微藻产品的技术方案。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种污水处理装置，包括依次连通的进水口、预处理池、微藻光反应器和出水口；所述微藻光反应器还连通有微藻收集装置；所述出水口前安装有膜组件。
优选的，所述预处理池的功能包括厌氧生物处理、好氧生物处理、沉淀、过滤、消毒、消毒剂残留去除中的一种或多种。
优选的，所述微藻光反应器包括透明容器、透明管道、圆形水池、氧化沟形水池中的一种或多种；所述微藻光反应器中安装有曝气装置、搅拌装置、推水装置、光源装置中的一种或多种。
优选的，所述膜组件安装在所述微藻光反应器中。
优选的，所述微藻光反应器和所述出水口之间还连通有流通池；所述膜组件安装在所述流通池内。
优选的，所述微藻光反应器与所述流通池之间还连通有回流装置；所述回流装置用于将所述流通池中膜组件分离得到的回流液输送回微藻光反应器中。
优选的，所述膜组件包括MBR膜组件、超滤膜组件、陶瓷膜组件中的一种或多种；所述膜组件的下方和/或侧面安装有曝气装置和/或推水装置。
优选的，所述预处理池和/或所述微藻收集装置上还连通有CO2回收装置；所述CO2回收装置用于将含CO2的气体输送回微藻光反应器中。
优选的，所述微藻收集装置包括浓缩装置和/或喷雾干燥装置；所述浓缩装置包括离心装置和/或负压恒温蒸发装置；所述喷雾干燥装置包括热源设备。
本发明提供了一种利用微藻处理污水兼利用污水生产微藻的方法，使用上述污水处理装置，进行污水处理和微藻生产；所述微藻包括小球藻、硅藻和螺旋藻中的一种或多种。
有益效果：本发明提供了一种污水处理装置，包括依次连通的进水口、预处理池、微藻光反应器和出水口；所述微藻光反应器还连通有微藻收集装置；所述出水口前安装有膜组件。本发明还提供了一种利用微藻处理污水兼利用污水生产微藻的方法，使用上述污水处理装置，进行污水处理和微藻生产。
在本发明中，污水经进水口流入预处理池，经预处理后再进入微藻光反应器，经微藻光反应器处理后得到微藻悬浮液，微藻悬浮液经膜分离，得到净化后的水经出水口排放；与此同时，经微藻光反应器处理得到的微藻悬浮液经微藻收集装置处理(如浓缩、喷雾干燥等)得到微藻产品。
在本发明优选的方案中，经膜分离保留的回流液可回流至微藻光反应器中继续反应。
本发明提供的污水处理装置以及利用微藻处理污水兼利用污水生产微藻的方法，相比于主流污水处理工艺而言能耗低、占地少，二次污染小；且无需设置二沉池、无需投加混凝剂、几乎无需处置剩余污泥；同时，本发明能够生产微藻产品，产生额外的经济价值。
附图说明
图1为本发明所述污水处理装置的工作流程图；
图2为本发明实施例1提供的一种污水处理装置结构图；在图2中，1为进水口，2为出水口，3为短程水解酸化池，4为短程曝气生物滤池，5为砂滤池，6为紫外消毒池，7为微藻光反应器，8为回流用离心泵，9为流通池，10为曝气装置(管式曝气器)，11为MBR膜组件，12为MBR膜组件配套出水泵，13为曝气装置(旋混式曝气盘)，14为曝气用鼓风机，15为碟片式离心机，16为喷雾干燥装置，18为二氧化碳回收用鼓风机。图2中，17所示内容为喷雾干燥得到的微藻产品。
图3为本发明实施例2提供的另一种污水处理装置结构图；在图3中，1为进水口，2为出水口，4为初沉池，5为臭氧接触消毒池，6为臭氧催化分解器，7为微藻光反应器(氧化沟型水池)，8为推水装置(水车式推水器)，9为MBR膜组件，10为MBR膜组件配套出水泵，11为LED光源，12为负压恒温蒸发设备，13为喷雾干燥设备，14为二氧化碳回收用鼓风机。图3中，3所示内容为喷雾干燥得到的微藻产品。
具体实施方式
本发明提供了一种污水处理装置，包括依次连通的进水口、预处理池、微藻光反应器和出水口；所述微藻光反应器还连通有微藻收集装置；所述出水口前安装有膜组件。
在本发明中，所述污水处理装置包括进水口，污水从进水口进入到预处理池中。在本发明中，所述污水优选包括市政污水和/或农村生活污水。在本发明中，所述预处理池的功能优选包括厌氧生物处理、好氧生物处理、沉淀、过滤、消毒、消毒剂残留去除中的一种或多种。在本发明中，所述预处理池优选还连通有CO2回收装置；所述CO2回收装置优选为鼓风机。
在本发明的一种优选方案中，所述预处理池的功能包括厌氧生物处理，好氧生物处理，过滤和消毒；所述厌氧生物处理优选为短程水解酸化；所述好氧生物处理优选为短程曝气生物处理；所述过滤优选为砂滤；所述消毒优选为紫外线消毒。其中，短程水解酸化会产生含CO2的气体，本发明优选使用CO2回收装置(例如鼓风机)回收CO2，并将CO2输送至微藻光反应器中。
在本发明的另一种优选方案中，所述预处理优选包括沉淀、消毒和消毒剂残留去除；所述沉淀用于对污水中的固形物进行初沉；所述消毒优选为臭氧接触消毒；所述消毒剂残留去除优选使用臭氧催化分解器进行。
污水经预处理后，进入微藻光反应器中。在本发明中，所述微藻光反应器优选包括透明容器、透明管道、圆形水池、氧化沟形水池中的一种或多种。所述微藻光反应器中优选还安装有曝气装置、搅拌装置、推水装置、光源装置中的一种或多种。
在本发明的一种优选方案中，所述微藻光反应器采用2～5个相互连通的透明容器。所述透明容器内优选设有曝气装置，所述曝气装置优选包括曝气管道和旋混式曝气盘。在本发明中，如果在透明容器内安装膜组件，本发明优选将所述膜组件安装在所述曝气装置的上方。
在本发明的另一种优选方案中，所述微藻光反应器采用氧化沟式水池。所述氧化沟式水池内优选安装有推水装置、光源装置和膜组件；所述光源装置优选为潜水LED光源；所述推水装置优选安装在所述膜组件的侧面。其中，所述微藻光反应器中的微藻悬浮液通过所述膜组件后，既能实现净化后水的排放，又能将微藻保留在所述微藻光反应器中。
在本发明的一种优选方案中，所述膜组件可安装在所述微藻光反应器中；在这种情况下，所述微藻光反应器与所述出水口之间不设流通池。
在本发明的另一种优选方案中，所述微藻光反应器和所述出水口之间还连通有流通池；所述膜组件安装在所述流通池内。在这种情况下，所述微藻光反应器与所述流通池之间优选还连通有回流装置。在本发明中，所述回流装置优选通过离心泵将所述膜组件分离得到的回流液从流通池中抽出，并输送回微藻光反应器中。当所述微藻光反应器处理得到的微藻悬浮液进入流通池中，通过所述膜组件后，既能实现净化后水的排放，又能将微藻保留在所述微藻光反应器中。
在本发明中，所述膜组件优选包括MBR膜组件、超滤膜组件、陶瓷膜组件中的一种或多种，更优选为MBR膜组件；所述膜组件的下方和/或侧面优选安装有曝气装置和/或推水装置；更优选的，所述膜组件的下方安装有曝气装置；所述膜组件的侧面安装有推水装置。
在本发明中，所述微藻光反应器还连通有微藻收集装置。所述微藻收集装置优选包括浓缩装置和/或喷雾干燥装置，更优选包括浓缩装置和喷雾干燥装置。所述浓缩装置优选包括离心装置和/或负压恒温蒸发装置；所述喷雾干燥装置优选包括热源设备。在本发明中，所述微藻收集装置上优选还连通有CO2回收装置；所述CO2回收装置用于将含CO2的气体输送回微藻光反应器中。在本发明中，负压恒温蒸发装置和喷雾干燥装置中的热源设备会产生含CO2的气体。本发明优选使用CO2回收装置(例如鼓风机)回收CO2，并将CO2输送至微藻光反应器中。
本发明还提供了一种利用微藻处理污水兼利用污水生产微藻的方法，使用上述污水处理装置，进行污水处理和微藻生产。在本发明中，所述微藻优选包括小球藻、硅藻、螺旋藻中的一种或多种。
下面结合实施例对本发明提供的技术方案进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
如图2所示，本发明提供了一种污水处理装置。图2中各结构如下：进水口1，出水口2，短程水解酸化池3，短程曝气生物滤池4，砂滤池5，紫外消毒池6，微藻光反应器7，回流用离心泵8，流通池9，曝气装置(管式曝气器)10，MBR膜组件11，MBR膜组件配套出水泵12，曝气装置(旋混式曝气盘)13，曝气用鼓风机14，碟片式离心机15，喷雾干燥装置16，二氧化碳回收用鼓风机18。图2中，17所示内容为喷雾干燥得到的微藻产品。
图2所示污水处理装置处理污水的流程为：进水、预处理、微藻光反应器、膜分离、回流、出水、浓缩、喷雾干燥、获得微藻产品、二氧化碳回收。
其中，所述进水来源为市政污水。
其中，所述预处理部分包含短程水解酸化池(属于厌氧生物处理)、短程曝气生物滤池(属于好氧生物处理)、砂滤池(属于过滤)、紫外消毒池。短程水解酸化池产生的含二氧化碳气体由鼓风机回收，输送至微藻光反应器中。
其中，所述微藻光反应器采用三个相互连通的透明容器，其内设有曝气管道、旋混式曝气盘，其外设有进水口和出水口。
其中，所述膜分离为在流通池中安装MBR膜组件，所述MBR膜组件下方安装管式曝气器；所述微藻光反应器处理得到的微藻悬浮液进入流通池中，通过所述MBR膜组件得到出水排放，并得到保留了微藻的回流液待回流。
其中，所述回流为通过离心泵将所述回流液从流通池中抽出，并输送回微藻光反应器。
其中，所述浓缩通过碟片式离心机进行，其得到的浓缩液进行喷雾干燥得到微藻产品，废液排入流通池。喷雾干燥设备的热源锅炉产生的含二氧化碳气体由鼓风机回收，输送至微藻光反应器中。
实施例2
如图3所示，本发明提供了一种污水处理装置。图3中各结构如下：进水1，出水2，初沉池4，臭氧接触消毒池5，臭氧催化分解器6，微藻光反应器(氧化沟型水池)7，推水装置(水车式推水器)8，MBR膜组件9，MBR膜组件配套出水泵10，LED光源11，负压恒温蒸发设备12，喷雾干燥设备13，二氧化碳回收用鼓风机14。图3中，3所示内容为喷雾干燥得到的微藻产品。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种污水处理装置，其特征在于，包括依次连通的进水口、预处理池、微藻光反应器和出水口；所述微藻光反应器还连通有微藻收集装置；所述出水口前安装有膜组件。
2.根据权利要求1所述的污水处理装置，其特征在于，所述预处理池的功能包括厌氧生物处理、好氧生物处理、沉淀、过滤、消毒、消毒剂残留去除中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的污水处理装置，其特征在于，所述微藻光反应器包括透明容器、透明管道、圆形水池、氧化沟形水池中的一种或多种；所述微藻光反应器中安装有曝气装置、搅拌装置、推水装置、光源装置中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的污水处理装置，其特征在于，所述膜组件安装在所述微藻光反应器中。
5.根据权利要求1所述的污水处理装置，其特征在于，所述微藻光反应器和所述出水口之间还连通有流通池；所述膜组件安装在所述流通池内。
6.根据权利要求5所述的污水处理装置，其特征在于，所述微藻光反应器与所述流通池之间还连通有回流装置；所述回流装置用于将所述流通池中膜组件分离得到的回流液输送回微藻光反应器中。
7.根据权利要求4或5所述的污水处理装置，其特征在于，所述膜组件包括MBR膜组件、超滤膜组件、陶瓷膜组件中的一种或多种；所述膜组件的下方和/或侧面安装有曝气装置和/或推水装置。
8.根据权利要求1所述的污水处理装置，其特征在于，所述预处理池和/或所述微藻收集装置上还连通有CO2回收装置；所述CO2回收装置用于将含CO2的气体输送回微藻光反应器中。
9.根据权利要求1或8所述的污水处理装置，其特征在于，所述微藻收集装置包括浓缩装置和/或喷雾干燥装置；所述浓缩装置包括离心装置和/或负压恒温蒸发装置；所述喷雾干燥装置包括热源设备。
10.一种利用微藻处理污水兼利用污水生产微藻的方法，其特征在于，使用权利要求1～9任意一项所述污水处理装置，进行污水处理和微藻生产；所述微藻包括小球藻、硅藻和螺旋藻中的一种或多种。
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