[发明专利]一种污水深度除氮的微藻处理装置及方法

说明书

本发明提供了一种污水深度除氮的微藻处理装置及方法，所述装置包括依次连接的微藻培养单元和微藻沉降单元；其中，所述微藻培养单元包括微藻培养池和第一pH控制设备，第一pH控制设备的出口与微藻培养池相连；所述微藻沉降单元包括微藻沉降池、遮光设备、光源和第二pH控制设备，遮光设备设置于微藻沉降池的顶部，光源设置于微藻沉降池的底部，第二pH控制设备的出口与微藻沉降池相连。本发明通过微藻培养生长过程中吸收转化污水中的氮，进而利用微藻的趋光性，采用光‑pH联合诱导的方式将微藻与除氮后的污水快速分离，除氮后水质可达地表水IV类标准；所述装置结构简单，所述方法操作简便，污水处理成本低，是一种新型的深度除氮及分离工艺。

技术领域

本发明属于污水处理技术领域，涉及一种污水深度除氮的微藻处理装置及方法。

背景技术

近年来，随着经济的快速发展，污染问题也日趋严重，其中水体污染是一种重要的污染形式，而水体污染的重要原因是氮磷含量超标，水体中氮磷过量，会造成水中藻类等植物快速生长，耗尽水中的氧气，从而导致水中的动物因为缺少氧气而无法生存，破坏水生态系统的平衡，同时也会导致水体发黑发臭。

城市污水是水体氮污染的主要来源之一，主要包括城市生活污水和部分工业废水。城市污水处理厂主要是通过活性污泥法对城市污水中的污染物进行去除，其主要对污水中的COD_Cr、BOD5、SS的去除效果较好，但对污水中氮的去除效果不理想，直接排放仍会对对周围的水环境产生一定的影响，造成污染。目前，城市污水厂排水执行的《城镇污水处理厂污染物排放标准(GB 18918-2002)》一级A标准，但其总氮(TN)含量仍无法满足地表水环境质量标准(GB 3838-2002)中IV类标准(TN≤1.5mg/L)及V类标准(TN≤2.0mg/L)的要求，而近年来，由于城镇污水处理厂提标改造工作的进行，部分地方甚至要求将排水主要指标提升到地表水IV类标准，因此，城市污水经活性污泥法处理后还需进行深度除氮。

目前，污水厂尾水除氮常用的方法有折点加氯法、硝化-反硝化法、人工湿地法。折点加氯法是指向污水中加入氯气或者次氯酸将污水中的NH₃-N氧化成N₂的除氮方法，缺点是加氯量大，费用高，而且除氮过程中产生的副产物氯胺和氯代有机物会造成二次污染；硝化-反硝化法分为硝化和反硝化两个阶段，先是在好氧条件下利用污水中硝化细菌将含氮物质转化为硝酸盐，然后在缺氧条件下利用污水中反硝化细菌将硝酸盐还原成气态氮，达到除氮的目的，该方法的缺点是需要添加大量的碳源，处理成本较高；人工湿地法通过其中植物和藻类的光合作用将污水中的氮吸收转化为自身的组成部分，同时合成生长所需的碳源，而人工湿地中的反硝化细菌也可以利用人工湿地中的碳源将污水中的氮还原成氮气，该方法的缺点是人工湿地所需建设面积大，易受病虫害的影响，系统复杂，工艺设计难度较高。

因此，为了提高污水除氮的效率，降低处理难度，研究者不断作出改进。CN103304093A公开了一种市政污水深度脱氮除磷的装置及方法，其采用SBR与藻类光反应器相耦合，市政污水经过预处理后，进入SBR反应器强化脱氮除磷，随后上清液进入含有藻类的光反应器进一步脱氮除磷，藻类反应器的出水再经絮凝-超滤-消毒处理后达标排放。所述方法利用藻类的光合作用深度脱氮，但藻类与处理后的污水以及絮凝剂难以分离，还需要较为复杂的处理过程。

综上所述，污水厂尾水的深度除氮还需寻求新的处理装置及方法，使其不仅能够达到较高的除氮率，而且后续分离过程较为容易，降低处理成本。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种污水深度除氮的微藻处理装置及方法，本发明通过微藻培养生长过程中吸收转化污水中的氮，进而利用微藻的趋光性，将微藻与除氮后的污水快速分离，除氮后水质可达地表水IV类标准；所述装置结构简单，操作中无需添加碳源，成本较低。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：