一种有机废水水解酸化耦合微藻培养的两相系统与方法

摘要

一种有机废水水解酸化耦合微藻培养的两相系统与方法，属于生物工程领域。本发明涉及一种“有机废水水解酸化耦合能源微藻培养两相系统”的低成本微藻培养新模式。有机废水经适度水解酸化生物预处理，可以有效去除悬浮物并增加微藻利用性。即利用水解酸化相中非严格厌氧兼氧微生物分解悬浮物及降低部分COD、氮磷增加生物降解性基础上，保留大部分碳源等营养物质满足微藻培养相中能源微藻混养营养生长。实现有效降低废水COD、氮磷洁净排放，并获得高生物量低成本的能源微藻生物质。

主权项

一种有机废水水解酸化耦合能源微藻培养的两相装置，其特征在于该装置包括：废水配水箱、有机废水水解酸化生物预处理反应相、微藻混养生长光生物培养反应相和中间联通装置，四部分通过管路联接；其中废水配水箱用于贮藏有机废水，废水从废水配水箱中通过管路依次经与管路接口连接的恒流泵、单向阀、液体流量计定量泵入有机废水水解酸化生物预处理反应相内，添加活性污泥，发生水解酸化反应，有机废水水解酸化反应相产生的少量发酵气依次经水封瓶、常温式气体流量计排出罐体后进行后续收集；水解酸化生物预处理反应相通过管路与中间联通装置连通；水解酸化生物预处理反应相罐体参数由水解酸化控制仪控制罐体环境条件并插配温度探头、pH探头、氧化还原电极探头；采用温控由夹套外加循环水调控水解酸化生物预处理反应相温度；其中所述的有机废水水解酸化反应相为连续搅拌反应器（CSTR），固定床生物膜器（FBBR），或上流式厌氧污泥床反应器（UASB）；水解酸化生物预处理反应相罐体为316L不锈钢、聚氯乙烯（PVC）或聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBR）；固定床生物膜器中固相载体为天然或合成材料；其中所述的微藻混养生长光生物培养反应相是密闭管状反应器组，平板式反应器是开放式跑道池；管状反应器组、平板式反应器罐体为透明有机玻璃或钢化玻璃材料制造而成；其中所述的光生物培养反应相罐体上连接有进液孔与中间联通装置对接；光生物培养反应相中采用潜水泵或空气泵曝气头实现光生物培养微藻细胞循环流动；反应器参数由微藻培养控制仪调控，所述的反应器参数为pH、氧化还原电位、温度和光强；反应器内插配pH探头、氧化还原电极探头、温度探头；光生物培养反应相光源为外置荧光灯、白炽灯、LED或卤素灯，光强度调节通过调节外加光源电压进行控制，温度采用加热棒升温或微喷/防晒网降温调控；其中所述的中间联通装置与有机废水水解酸化生物预处理反应相出口联通，中间联通装置由滤筒、单向阀、灭菌单元、恒流泵及液体流量计组成，各部件通过接口与管路依次连接；水解酸化生物预处理反应相与中间联通装置之间设有便于拆卸的液体过滤滤筒装置，以防止管路堵塞；灭菌单元为非必要可拆卸结构，采用传统高温热灭菌、紫外灭菌或者NaClO溶液灭菌方式，具体根据有机废水水解酸化液水质组成、菌群结构性质及能源藻类生长情况取舍，有些藻生长不需要灭菌；灭菌装置若采用传统热处理灭菌方式，在恒流泵抽吸作用下，水解酸化液通过以耐热螺旋管缠绕加热棒方式杀菌，停留时间为15‑3 0 min实现杀菌，之后以耐冷螺旋管缠绕冷却棒方式实现降温；耐冷耐热材料为低膨胀陶瓷、低膨胀微晶玻璃；灭菌装置若通过紫外辐照灭菌方式，在恒流泵抽吸作用下，有机废水水解酸化液采用波长为220‑230 nm的透明螺旋管缠绕紫外灯管方式控制停留时间20‑30 min实现紫外照射方式杀菌、灭菌装置或者通过NaClO溶液灭菌方式，在恒流泵抽吸作用下，向有机废水水解酸化液添加NaClO溶液，使其浓度控制在50‑100 ppm进行杀菌，即水解酸化液先进入转速为50‑200 rpm的具备搅拌桨的NaClO灭菌相停留30‑60 min灭菌，后续水解酸化液缓慢通过连接管路流入透明螺旋管缠绕日光灯辐照方式使次氯酸分解并实现强化灭菌。