[发明专利]一种处理废水的光强自适应式微藻生物膜反应器

说明书

本发明公开了一种处理废水的光强自适应式微藻生物膜反应器，该微藻生物膜反应器包括反应器主体和角度调节装置；其特征在于，所述反应器主体的侧壁下方设有出液口和进气口，所述反应器主体的顶部设有进液口、出气口，在进液口的下方设置储液池；进液口与出液口通过循环泵和输液管连接；在所述反应器主体内设置有若干块与水平方向具有一定夹角的支撑板，在支撑板上布置生物膜基底，通过角度调节装置调节所述支撑板与水平方向的夹角，使生物膜基底呈“蛇”形；所述生物膜基底的上端连接储液池；所述生物膜基底上布置有光强传感器，光强传感器检测光的强度，并将检测的信号传输到控制器；可广泛应用于水处理、生物质能源等领域。

技术领域

本发明涉及污水处理领域，具体涉及一种处理废水的光强自适应式微藻生物膜反应器。

背景技术

随着人们生活水平的提高，我国肉类市场的需求也日益增加，猪肉作为最常见的肉类食品供应之一，使得养猪业的发展在我国经济建设中占据越来越重要的地位。据统计，截至2018年，我国生猪年出栏量达9亿吨，所产生的养猪废水可达54亿吨，特别是随着现代养猪业朝着集约化和规模化的发展，养猪废水的大量化固定地点排放已成为制约养猪业发展的关键因素。养猪废水的主要由猪舍冲洗废水组成，并还有少量的猪尿和猪粪，其COD高达3500～20000mg/L、氨氮200～960mg/L、总磷20～160mg/L，远远超过我国制定的《畜禽养殖业污染物排放标准(GB18596-2001)》中规定的COD(400mg/L)、氨氮(80mg/L)、总磷(8mg/L)的最高允许日排放量，因此亟需开发一种可以高效处理养猪废水的现代新工艺。

微藻是一种在地球上广泛分布的微型自养植物，作为第三代生物质能源，微藻具有光合效率高、生长速度快、附加值高等优点。在实际生产中，微藻的培养需要消耗大量的营养元素，而养猪废水中含有过量的N、P等元素急需去除，因而将微藻培养和废水处理相结合，既能降低生物质能源生产的前期投入，又可提高养猪废水的出水品质，实现经济效益和环境效益的双丰收，受到越来越多学者的关注。

在实际工业化过程中，微藻悬浮式培养操作方便、工艺简单，故此类方法运用最为广泛。然而在处理养猪废水方面，悬浮式培养仍面临藻水分离的难题，无法采收完全的微藻将会作为二次污染源影响出水水质。与此相比，微藻生物膜培养则是在处理过程中通过静电力、表面张力等将微藻吸附在基底表面，养猪废水中的氮、磷等元素被基底表面的微藻吸收，进而达到污水净化和藻水分离的目的，克服了悬浮式培养采收难的问题。此外，微藻生物膜培养优化了光强分布，有效提高了微藻光合效率。正是由于生物膜式培养的诸多优点，已成为微藻处理废水的主流趋势。

另外，微藻处理养猪废水的工业化运用进程中，太阳光作为最重要的光源，也会因地球自转而出现白天和黑夜的交替转换，而白天中的光照强度也会随时间呈现先增后减的趋势。作为以光合作用进行物质转化的微藻来说，过高或过低的光照强度均对其生长造成不利的后果：若光强过高，会破坏微藻光系统或产生光氧化损伤，进而抑制微藻的生长甚至杀死微藻；若光强过低，微藻接受的光强低于光补偿点，则其光合作用生成的有机物低于自身细胞呼吸消耗的有机物，会导致细胞生长停滞。故需要合理的设计光生物反应器结构，即可利用太阳光作为微藻培养光源补充，又可同时避免光强剧烈变化产生的不利影响，

综上所述，为了解决微藻处理养猪废水的面临的难题，需要设计一种可实现光强自适应式、生物膜式培养的微藻光生物反应器。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种处理废水的光强自适应式微藻生物膜反应器。