[发明专利]一种城市污水碳氮磷全回收的两段资源化系统

说明书

本发明公开了一种城市污水碳氮磷全回收的两段资源化系统，包括磁混凝段和微藻培养段；所述磁混凝段包括加药箱、混凝反应池、沉淀池、絮体破碎系统、碳磁分离器以及厌氧发酵罐发酵；所述微藻培养段包括一体化微藻培养与分离系统以及藻水再分离器；优点：以磁粉和藻为主体，具有碳氮磷全回收特性的城市污水两段资源化方法，通过磁混凝技术与微藻培养技术的协同作用，在有效保证污水深度处理的同时，实现污水中碳氮磷等营养物质的再利用；克服了磁混凝技术对污水中溶解性碳源回收能力弱的弊端，同时也缓解了微藻对颗粒碳源利用率低的现状；可以降低工业废气排放对温室效应的影响，而且可以促进微藻细胞的快速增殖与生物质合成。

技术领域

本发明涉及一种城市污水碳氮磷全回收的两段资源化系统，属于污水资源化处理技术领域。

背景技术

随着社会经济的快速发展，全球环境问题愈演愈烈。其中，水污染问题不仅制约着社会经济发展的进程，而且对人类与环境健康造成严重威胁。当前，全国污水排放总量不断攀升，污水处理成本、处理工艺与排放标准是近年来政府部门重点推进的工作。以微生物为主线的传统工艺虽能有效去除污水中COD、N和P等污染物，但其以曝气强化供氧方式促进好氧微生物降解COD，并通过能量和物质密集投入的方式实现污水脱氮除磷，这种“以能耗能”和忽略物质循环利用的处理方式与未来污水处理可持续发展的理念相矛盾。随着可持续发展观念的深入人心，行业内对生活污水的概念认识已发生本质性的革新，一致认为生活污水是一种资源和能源的新型载体。通过开发设计低能耗、高效率和低成本的方法实现污水的深度处理与可用资源的回收，进而发挥其在资源能源方面潜在的可持续功能，从而改变传统污水处理行业“以能耗能”的现状，推动污水处理全面资源化，是污水处理领域的重要发展方向，也是新时期的迫切需求。

当前在国内外污水处理领域广泛应用的方法包括生物膜法与活性污泥法，生物膜法对来水水质、水量具有较大的适应性，但是基建投资大、运行灵活性差、出水水质浑浊、资源利用效率低；活性污泥法对污水处理效果好、运行灵活性高，但是需要额外投入大量药剂、能量等来保证系统的正常运行，投入成本较高，且生物通过硝化、反硝化作用处理废水的传统方法将废水中的氮转化为氮气排放，而磷积累于剩余的污泥中以剩余污泥的形式大量外运，既增加了污泥处理处置的成本与难度，也导致碳、氮、磷等元素的极大浪费，此外，传统工艺在碳源处理过程中也极易产生温室气体从而加剧温室效应。磁混凝沉淀技术作为一种新型的污水分离技术，相对传统沉淀技术具有沉淀速度更快、效率更高的特点，尤其是对悬浮物占主体的水体，处理效果特别好，因此，在我国的污水处理行业中得到了更多的应用，但是对处理溶解性碳源占主体的水体处理效果不佳。因此，亟需寻找一种适应性广的污水深度处理与资源化方法。

微藻是一类个体微小、形态多样且种类繁多的原核或真核生物，具有光合作用效率高、环境适应能力强、生长周期短和生物质产量高等特点。当水体中氮磷含量较高时，藻类能够进行快速生长繁殖，将不同形态的N、P等营养物质缔结到碳骨架上合成有机物，如多不饱和脂肪酸、蛋白质和多糖等，不仅可缓解温室效应，还可实现营养元素的资源化利用。此外，微藻生物质能能源密度高，可以直接作为民用燃料和内燃机燃料，被认为是最有可能取代化石燃料的第三代生物质能。而且微藻能以各种污水为底物进行生长，既节省了化学物质的投加，又可以在获取生物质能（碳水化合物、蛋白质和油脂等）的同时实现污水低成本深度净化。美国能源署指出：污水的深度净化和回用与微藻生物质能的结合将是未来的必然发展趋势。因此，探究一种以微藻为“核心”且能够实现污水深度处理与碳氮磷资源化的方法对污水处理和能源行业的发展具有重大意义。

发明内容

本发明的目的是为降低现有城镇污水处理工艺高耗能和资源浪费的两大弊端，满足污水深度处理与碳氮磷资源同步回收利用的社会需求，提供一种城市污水碳氮磷全回收的两段资源化系统，通过耦合磁混凝与微藻培养技术，实现污水处理行业的可持续发展。

为解决上述技术问题，本发明提供一种城市污水碳氮磷全回收的两段资源化系统，包括磁混凝段和微藻培养段；