[发明专利]通过趋光异养微生物生长处理废水的系统和方法

权利要求书

1. 废水处理和生物质培养方法，该方法包括下列步骤：

提供承载趋光异养微生物种群的曝气生物反应器；

向该曝气生物反应器供应具有供该趋光异养微生物种群生长的营养物和有机碳底物的废水进水；

培养该趋光异养微生物种群以将至少一部分该营养物和该有机碳底物转化成该趋光异养微生物种群，该废水进水和该趋光异养微生物种群一起构成生物反应器流出物；

将该生物反应器流出物从该生物反应器转移至光澄清池；

在光澄清池中浓缩该生物反应器流出物以形成低固含量流出物和高固含量流出物，通过使该趋光异养微生物种群曝露在强度和波长中的至少一项足以使该趋光异养微生物种群移离光源的光源下而诱使该趋光异养微生物种群趋光自浓缩来进行该浓缩，其中使该趋光异养微生物种群浓缩以形成高固含量流出物；

将高固含量流出物脱水形成浓缩生物质糊；和

加工低固含量流出物以形成处理过的水流。

2. 权利要求1的废水处理方法，进一步包括将第一部分该高固含量流出物转移至该生物反应器以及进行脱水第二部分该高固含量流出物和干燥第二部分该高固含量流出物中的至少一项以提供浓缩生物质糊的步骤。

3. 权利要求1的废水处理方法，其中将该高固含量流出物脱水的步骤包括离心、压带或加热螺杆压制该高固含量流出物中的一种。

4. 权利要求1的废水处理方法，进一步包括水解该生物质糊和将该水解糊转化成乙醇的步骤。

5. 权利要求1的废水处理方法，其中该趋光异养微生物是表现出负趋光性的趋光原生生物和趋光藻类之一。

6. 权利要求5的废水处理方法，其中该趋光异养微生物是眼虫。

7. 权利要求1的废水处理方法，其中该废水进水包括足以生长趋光异养微生物种群的生物需氧量（BOD）、氮浓度和磷浓度。

8. 权利要求1的废水处理方法，其中用包括甘油和生物柴油副产物中的至少一种的第二碳源补充该废水进水。

9. 权利要求1的废水处理方法，其中通过酸分馏、碱分馏、高压分馏和机械分馏中的至少一种来将该生物质糊分馏以形成裸藻淀粉馏分和非裸藻淀粉馏分。

10. 权利要求9的废水处理方法，其中非裸藻淀粉馏分包括蜡-酯馏分。

11. 权利要求1的废水处理方法，进一步包括调节生物反应器流出物的pH以使趋光异养微生物种群的生长优于竞争微生物的生长的步骤。

12. 权利要求1的废水处理方法，其中趋光异养微生物种群曝露在其下以导致自浓缩的光源具有大约400纳米至大约550纳米的波长。

13. 权利要求1的废水处理方法，其中该趋光异养微生物在曝气生物反应器中的同时曝露在另一光源下，所述另一光源的强度和波长的至少一项足以促进该趋光异养微生物种群的生长。

14. 培养生物质的系统，包括：

承载趋光异养微生物种群并构造成接收具有供该趋光异养微生物种群生长的营养物和有机碳底物的进水流的曝气生物反应器，该进水流和趋光异养微生物种群一起构成生物反应器流出物。

15. 权利要求14的系统，进一步包括与该曝气生物反应器流体连通的光澄清池，该光澄清池构造成接收生物反应器流出物和使该趋光异养微生物种群曝露在强度和波长中的至少一项足以导致该趋光异养微生物种群移离光源的光源下，其中使该趋光异养微生物种群浓缩来形成高固含量流出物和留下低固含量流出物。

16. 权利要求15的系统，其中光源包括紧邻该光澄清池设置并提供强度和波长中的至少一项足以使该趋光异养微生物种群自浓缩的光的人工照明系统，且其中该系统进一步包括紧邻该曝气生物反应器设置并在曝气生物反应器中提供强度和波长中的至少一项足以促进该趋光异养微生物种群的生长且不会使该趋光异养微生物种群自浓缩的另外的光的另外的人工照明系统。

17. 权利要求14的系统，进一步包括与该曝气生物反应器流体连通的pH控制器，该pH控制器构造成调制该生物反应器流出物的pH，所调节的pH有助于该趋光异养微生物种群的生长和抑制竞争微生物的生长。