本發(fā)明涉及污水處理領(lǐng)域，具體的說是一種適用于城市污水處理廠二級出水的深度凈化工藝。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有的污水處理技術(shù)主要有微生物法和膜技術(shù)法。其中，傳統(tǒng)微生物方法系利用微生物的生長來消耗污水中的營養(yǎng)物質(zhì)以達(dá)到降低碳源、凈化水體的目的。但是微生物生長時碳氮比必須要滿足一定的要求，所以，當(dāng)污水中碳源被微生物消耗殆盡后，微生物會自然停止工作，在不能在碳源減少時保證微生物的持續(xù)生長，影響污水處理效果。而此時污水中剩余的氮類物質(zhì)至少為20mg/l，遠(yuǎn)高于gb3838-2002《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》中關(guān)于v類(主要適用于農(nóng)業(yè)用水區(qū)及一般景觀要求水域)的環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)基本項目標(biāo)準(zhǔn)中總氮的限值2mg/l。傳統(tǒng)微生物方法想要解決這一問題，需要依靠先進(jìn)的設(shè)備以及高昂的運(yùn)行費(fèi)用。而膜技術(shù)方法選擇不同的膜孔徑可以將二級出水中的營養(yǎng)物質(zhì)全部分離出來，使水質(zhì)達(dá)到自然水體標(biāo)準(zhǔn)，甚至可以達(dá)到飲用水標(biāo)準(zhǔn)。但是膜技術(shù)設(shè)備一次性投資太高，無法大規(guī)模、持續(xù)性的應(yīng)用。

對于現(xiàn)有的污水處理而言，只有投入沒有產(chǎn)出，不能產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益，致使成本高昂，其中傳統(tǒng)生活污水治理技術(shù)不僅運(yùn)行費(fèi)用高，處理后的排放水中的氮磷含量仍高達(dá)20mg/l，不能達(dá)到gb3838-2002《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》最低要求v類(主要適用于農(nóng)業(yè)用水區(qū)及一般景觀要求水域)的環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)基本項目標(biāo)準(zhǔn)中總氮的限值。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為了解決上述技術(shù)要求，提供一種工藝簡單、污水處理效果好、對環(huán)境友好、還具有附加經(jīng)濟(jì)效益的適用于城市污水處理廠二級出水的深度凈化工藝。

包括以下步驟：

a.生物反應(yīng):將二級出水的污水送入光生物反應(yīng)器中進(jìn)行光生物反應(yīng)，所述光生物反應(yīng)器的水中接種有藻菌共生體，水力停留時間為0.5－1h，日均更替水樣占池內(nèi)液體體積的50～60％，所述藻菌共生體由小球藻和活性污泥菌按9－11：1(v:v)組成；

b,藻液分離:將光生物反應(yīng)器中反應(yīng)后的反應(yīng)液送到藻液分離室先經(jīng)重力沉降的方法進(jìn)行預(yù)分離得到上層上清液和下層藻液，所述下層藻液再離心分離得到離心上清液和離心藻體，所述上層上清液和離心上清液自然排放。

還包括有c.油脂提取：將離心藻體真空冷凍干燥得到藻粉，然后對藻粉進(jìn)行油脂提取得到油脂。

所述步驟a中，控制光生物反應(yīng)器的溫度在10℃～35℃，ph控制在7～8，曝氣量控制在污水體積的15～25。

所述步驟a中，所述藻菌共生體的接種量為池內(nèi)污水體積的20～25％。

所述步驟a中，所述藻菌共生體中小球藻和活性污泥菌的體積比為10:1。

所述生物反應(yīng)池的水深不宜超過3米，所述光生物反應(yīng)器的水深不宜超過3米,所述光生物反應(yīng)器為為反應(yīng)池、反應(yīng)流道或反應(yīng)跑道。所述光生物反應(yīng)器內(nèi)的反應(yīng)液經(jīng)蠕動泵送至藻液分離室。

針對背景技術(shù)中存在的問題，發(fā)明人在光生物反應(yīng)器中使用了藻菌共生體，所述藻菌共生體采用小球藻和活性污泥菌組成，利用藻類和細(xì)菌兩類生物之間的生理功能協(xié)同作用來凈化污水。小球藻通過光合作用利用水中的co2和nh4+、po4-3等營養(yǎng)物質(zhì)，合成自身細(xì)胞物質(zhì)并釋放出o2；活性污泥菌則利用水中o2對有機(jī)污染物進(jìn)行分解、轉(zhuǎn)化，產(chǎn)生co2和上述營養(yǎng)物質(zhì)，從而維持藻類的生長繁殖，如此循環(huán)往復(fù)，最終消耗掉二級污水中的氮磷等營養(yǎng)物的同時，實現(xiàn)污水的生物凈化作用，還能夠作為持續(xù)的藻種供給防止微藻的流失，便于處理后微藻的收獲。所述藻菌共生體中小球藻和活性污泥菌的配比優(yōu)選為9－11：1，更為優(yōu)選為10：1(v:v)，該配比下小球藻和活性污泥菌的生長曲線擬合度最高，且與污水反應(yīng)時能極大的保持該配比，確保藻菌共生體的平衡。如果配比過高，會導(dǎo)致活性污泥菌的營養(yǎng)過剩，活性污泥菌過早進(jìn)入衰亡期，破壞藻菌共生體平衡；如果配比過低，會導(dǎo)致活性污泥菌的膨脹，遮蔽小球藻生長必須的光照，減少小球藻的脂質(zhì)累積。

所述光生物反應(yīng)器的溫度控制在10℃～35℃，溫度過高會導(dǎo)致小球藻的活性降低，溫度過低會導(dǎo)致小球藻進(jìn)入休眠期無法參與反應(yīng)；曝氣量控制在污水體積的10～20％，曝氣量過高，液體蒸發(fā)的同時會帶走大量藻體，破壞藻菌共生體的平衡，曝氣量過小，會導(dǎo)致反應(yīng)不均勻，產(chǎn)出小球藻的油脂含量降低。ph控制在7～8，避免水體過酸或者過堿破壞藻菌體的平衡。根據(jù)需要還可以配套太陽能轉(zhuǎn)化系統(tǒng)，將太陽能轉(zhuǎn)化為電能為燈管供電，以滿足日照時間供應(yīng)。

通過對反應(yīng)條件的有效控制，光生物反應(yīng)器中藻菌共生體與污水反應(yīng)時間為僅需0.5－1h(水力停留時間)，即可達(dá)到日均更替水樣占池內(nèi)反應(yīng)液體體積的50～60％的目的，優(yōu)于已知的藻菌共生體應(yīng)用中反應(yīng)時間最短也需4h的記載。

相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有如下優(yōu)點：1、能在缺乏碳源的條件下保證微生物持續(xù)生長，處理后的水質(zhì)可以直接排入生態(tài)水體(其中tn＜2mg/l，codcr＜40mg/l)，非常適合處理污水廠二級出水這種低碳源含量的污水。2、該藻菌配比和控制條件下產(chǎn)出的藻類，油脂含量超過35wt％，在污水處理過程中創(chuàng)造巨大的經(jīng)濟(jì)效益。3、本發(fā)明處理工藝可實現(xiàn)連續(xù)性生產(chǎn)，水力停留時間短，對環(huán)境友好，特別適用于城市污水處理廠二級出水的深度凈化。

附圖說明

圖1為本發(fā)明工藝流程圖。

具體實施方式

工藝實施例：

a.生物反應(yīng):將二級出水的污水送入光生物反應(yīng)器中進(jìn)行光生物反應(yīng)，光生物反應(yīng)器規(guī)格為600cm×25cm×100cm(長×寬×高)，池內(nèi)設(shè)計水深不超過3m，本實施例中為60cm，反應(yīng)液體積900l；控制光生物反應(yīng)器的溫度在10℃～30℃，ph控制在7～8，曝氣量控制在污水體積的20％；所述光生物反應(yīng)器的水中接種有藻菌共生體，所述藻菌共生體的接種量為池內(nèi)污水體積的20％，初次接種是，需靜態(tài)反應(yīng)4～6天，測其od(540)大于1后，才可開啟連續(xù)反應(yīng)模式。水力停留時間為0.5h，日均更替水樣占池內(nèi)容納液體體積的55％，所述藻菌共生體由小球藻和活性污泥菌組成，所述藻菌共生體中小球藻和活性污泥菌的體積比為10:1；夜晚無日照時停止曝氣。由于無光照和曝氣，反應(yīng)池內(nèi)小球藻停止活動，暫時休眠，整個使反應(yīng)器處于休眠狀態(tài)。第二日再次啟動曝氣設(shè)備時，即可快速激活小球藻的活性。連續(xù)運(yùn)行20天。

b,藻液分離:將光生物反應(yīng)器中反應(yīng)后的反應(yīng)液經(jīng)蠕動泵送到藻液分離室先經(jīng)重力沉降的方法進(jìn)行預(yù)分離得到上層上清液和下層藻液，所述下層藻液再離心分離得到離心上清液和離心藻體，所述上層上清液和離心上清液自然排放。

c.油脂提?。簩㈦x心藻體真空冷凍干燥得到藻粉，然后對藻粉進(jìn)行油脂提取得到副產(chǎn)品油脂。所述對藻粉進(jìn)行油脂提取的方法為現(xiàn)有技術(shù)，在此不作詳述。

以某污水處理廠二級出水為例，污水指標(biāo)為：日均進(jìn)水水質(zhì)指標(biāo)tn：13.9mg/l，tp：0.47mg/l，codcr：46.50mg/l，氨氮：4.62mg/l。

經(jīng)上述工藝處理后，自然排放的上層上清液和離心上清液即出水水質(zhì)指標(biāo)tn：1.77mg/l，tp：0.22mg/l，codcr：36.35mg/l，氨氮：1.15mg/l。出水水質(zhì)指標(biāo)均低于gb3838-2002《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》中關(guān)于v類(主要適用于農(nóng)業(yè)用水區(qū)及一般景觀要求水域)的環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)基本項目標(biāo)準(zhǔn)限值：tn：2mg/l、tp：0.4mg/l、codcr：40mg/l、氨氮：2mg/l。可以直接排放到自然水體中而不造成污染。

經(jīng)上述工藝處理后，收獲的藻類測其脂質(zhì)含量，平均含36.8wt％，具有制備生物柴油的經(jīng)濟(jì)效益。

實施例2

除以下數(shù)據(jù)更改外，其它工藝步驟及條件同實施例1：

控制光生物反應(yīng)器的溫度在10℃～20℃，ph控制在7～8，曝氣量控制在污水體積的15％；所述藻菌共生體的接種量為池內(nèi)污水體積的25％，所述藻菌共生體中小球藻和活性污泥菌的體積比為9:1，水力停留時間為1h，日均更替水樣占池內(nèi)容納液體體積的50％。

經(jīng)上述工藝處理后，自然排放的上層上清液和離心上清液即出水水質(zhì)指標(biāo)tn：1.98mg/l，tp：0.26mg/l，codcr：37.22mg/l，氨氮：1.20mg/l。出水水質(zhì)指標(biāo)均低于gb3838-2002《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》中關(guān)于v類(主要適用于農(nóng)業(yè)用水區(qū)及一般景觀要求水域)的環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)基本項目標(biāo)準(zhǔn)限值：tn：2mg/l、tp：0.4mg/l、codcr：40mg/l、氨氮：2mg/l?？梢灾苯优欧诺阶匀凰w中而不造成污染。

經(jīng)上述工藝處理后，收獲的藻類測其脂質(zhì)含量，平均含35.7wt％，具有制備生物柴油的經(jīng)濟(jì)效益。

實施例3

除以下數(shù)據(jù)更改外，其它工藝步驟及條件同實施例1：

控制光生物反應(yīng)器的溫度在20℃～30℃，ph控制在7～8，曝氣量控制在污水體積的15％；所述藻菌共生體的接種量為池內(nèi)污水體積的22％，所述藻菌共生體中小球藻和活性污泥菌的體積比為11:1，水力停留時間為0.5h，日均更替水樣占池內(nèi)容納液體體積的60％。

經(jīng)上述工藝處理后，自然排放的上層上清液和離心上清液即出水水質(zhì)指標(biāo)為：tn：1.89mg/l，tp：0.30mg/l，codcr：36.72mg/l，氨氮：1.87mg/l。出水水質(zhì)指標(biāo)均低于gb3838-2002《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》中關(guān)于v類(主要適用于農(nóng)業(yè)用水區(qū)及一般景觀要求水域)的環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)基本項目標(biāo)準(zhǔn)限值：tn：2mg/l、tp：0.4mg/l、codcr：40mg/l、氨氮：2mg/l?？梢灾苯优欧诺阶匀凰w中而不造成污染。

經(jīng)上述工藝處理后，收獲的藻類測其脂質(zhì)含量，平均含35.1wt％，具有制備生物柴油的經(jīng)濟(jì)效益。