[发明专利]一种污水处理系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种污水处理系统。

背景技术

目前，一般的污水处理系统包括依次连通的一沉池、曝气池和二沉池。但是经过一般污水处理系统处理过的水因含有大量的重金属，依然无法有效应用。

在众多的重金属废水处理方法中，生物吸附是最有效的方法之一。用于生物吸附的原料有细菌、真菌、藻类、少数高等植物及其代谢产物，以及淀粉、纤维素、壳聚糖等有机物。

许多藻类具有富集金属的能力，其吸附性能往往比其他生物更高。蓝藻是世界上分布最广泛的生物，在淡水、海洋和陆地都能见到蓝藻的踪迹，许多种类还能生长在极端环境下，具有很强的抗逆性。

在生物进化史上，蓝藻是唯一的原核藻类，与其他真核藻类有明显的不同，其细胞结构更接近于光合细菌，网此也称蓝细菌。

生物体对重金属的选择性吸附与吸附效率很大程度上是由细胞壁的性质决定的。藻类细胞壁带一定的负电荷，具有较大的表面积和粘性，可提供许多官能团如羟基、羧基、氨基、酰胺基、磷酸根等与金属离子结合。一些没有细胞壁的藻类并没有表现出很好的吸附性能。蓝藻的细胞壁与真核藻类差别较大，真核藻类的细胞壁主要成分为纤维素，而蓝藻的细胞壁主要成分为肽聚糖．肽聚糖可以从水溶液中络合大量的金属离子，特别是大多数过渡金属，

而且蓝藻细胞壁表面的粘性胶质鞘丰要成分为酸性粘多糖或果胶质，具有较强的吸附小颗粒和金属离子的能力。另外，蓝藻还可以分泌胞外多糖来络合金属离子。

目前用于生物吸附研究的蓝藻主要有螺旋藻、鱼腥藻、微囊藻、念珠藻、席藻和聚球藻等。

何金兰（鱼腥藻对某些金属离子的吸附效应研究；《岩矿测试》1992年9月第11卷第3期；P225-227）研究了鱼腥藻对部分金属离子的吸附与洗脱条件。研究表明。鱼腥藻在pH 值较大时与金属离子的结合力较强， 洗脱时最好用酸度较高的溶液。酸度一致时， 用盐酸溶液洗脱效果比硝酸溶液要好。

目前也有人将蓝藻应用于污水处理系统，主要是通过单独培育蓝藻然后投放到曝气池的方法，但是曝气池中大量的细菌等微生物粘附在微藻上会导致微藻无法生长甚至死亡，这样就需要不停的投放，治理成本高昂。同时粘附的微生物会阻碍微藻对污水中重金属的吸附，影响吸附效率。并且吸附了重金属的蓝藻最终会沉淀到池底，从而形成重金属含量极高的污泥，相对于污水而言，含有重金属的污泥更加难以处理，目前只能通过水泥填埋的方式将这些污泥暂时封存，这种方式绝不是长久之计，在目前我国的污水处理系统中亟待解决。

固定化是使用化学或物理或生物手段，将游离细胞定位于限定的区域，使其保持活性并可反复利用的方法。最初主要用于发酵生产，70年代后期，被利用到水处理领域，近年来则成为各国学者研究的热点。固定化藻类技术克服了生物细胞太小，与水溶液分离较难的缺点，保持了效率高、稳定性强、能纯化和保持高效菌种的优点，在废水处理领域有广阔的应用前景。在实际应用过程中，为使固定化藻类能较长时间的保持活性，降低固定化成本，延长固定藻类的使用寿命，选择适宜的固定化方法和载体是该技术在污水处理中得到广泛应用的关键。  常用的固定化方法主要有：包埋法、交联法、载体结合法。

交联法突出优点是可以获得很高的细胞密度，但由于缺乏良好的机械强度而不能得到广泛的应用。吸附法的固定操作简单，条件温和，而且载体可以再生；但是细胞与载体之间的结合力较弱，因此操作的稳定性不好。包埋法有较好的综合性能，催化活性保留和存活力都比较高，且包埋在反应工程（包括反应器的设计、操作稳定性等）中应用灵活，因此，包埋法成为整个固定化生物催化剂技术中应用最广泛的固定化方法；但是包埋法的扩散阻力较大，使细胞的催化活性受到限制，且不适用于涉及大分子物质的反应。

藻类固定化技术始于20世纪80年代，早期主要应用于生化物质和能源生产。在环境领域中固定化藻类主要应用于生物监测和废水处理，它具有藻细胞密度高，反应速度快，运行稳定可靠，微生物流失少，不需分离，能提纯和保持高效菌株的优点。固定化微藻细胞进行污水处理的研究刚刚起步，包括对N、P的去除，对重金属的吸收。

褐藻酸盐固定化是一种使用最广，研究最多的包埋固定化方法。它具有固化、成形、方便，对藻类毒性小，固定化细胞密度高等优点，利用褐藻酸盐凝胶固定化藻类，安全，快速，制备简单，反应条件温和，成本低廉且适用于大多数藻类的固定化。

发明内容

本发明旨在提供一种污水处理系统，通过筛选合适的蓝藻品种以及设计合理的吸附方案，解决目前污水治理过程产出更难处理的高浓度金属离子污泥的问题。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：