[发明专利]一种用于污水深度净化的微藻培养池-人工湿地耦合系统和方法

说明书

本发明涉及污水净化技术领域，具体涉及一种用于污水深度净化的微藻培养池‑人工湿地耦合系统，所述系统包括串联的微藻培养池和人工湿地；所述微藻培养池中设置有微藻捕获填料，微藻捕获填料捕获微藻后得到的含藻水通过连通人工湿地，捕获的部分微藻利用导流管通入人工湿地中远离液面的缺氧反硝化功能区。以污水作为培养基在微藻培养池中实现微藻的培养和污水的净化，将微藻培养池中80％以上的微藻生物质进行低成本回收，部分微藻通入人工湿地中远离液面的缺氧反硝化功能区，裂解的藻细胞作为碳源促进湿地中的反硝化作用；实现了污水中部分营养物质的资源化，以无能耗的方式解决了人工湿地的补氧问题及碳源缺乏问题，提高了总氮、总磷的去除率。

技术领域

本发明涉及污水净化技术领域，具体涉及一种用于污水深度净化的微藻培养池-人工湿地耦合系统和方法。

背景技术

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

大力发展污水深度处理与回用技术是缓解水资源短缺、防止水体污染的重要途径。

资源/能源型微藻培养与污水深度净化耦合技术将微藻的生长特性和污水的组成特征相结合，利用微藻的光合作用将污水中的氮磷等污染物转化为微藻生物质，同步实现污水的净化及污染物向生物质资源的转化。该技术可应用于生活污水、畜禽养殖废水等多类型污水的净化，氮磷的去除率近乎100％，转化生成的微藻生物质是良好的水产饵料，部分高含油(含量＞30％)藻种，具有生物柴油的生产潜质。然而，藻水高效分离需借助过滤、离心等手段，能耗和成本较高，限制了该技术的大规模应用。

人工湿地技术是生物/生态法污水深度净化的经典应用，该技术运行成本低、维护简单，且兼具生态景观功能。人工湿地利用环境微生物转化、植物吸收及基质吸附等多途径实现污水的深度净化。在潜流人工湿地中，细菌群落在碳/氮类污染物的去除过程中占据主要地位，贡献率超80％，远高于植物吸收与基质吸附，可见污染物的资源转化率较低。由于湿地中植物根系泌氧及大气富氧效率较低，限制了氨氧化菌的氨氮氧化过程，使得总氮去除率仅为40％左右，氨氮的高效去除需要曝气、潮汐流等补氧措施，成本较高。据报道，人工湿地表层存在少量微藻，其水质净化及补氧功能贡献不足3％，基本可忽略不计。若能将更多的微藻引入湿地中，可为湿地补氧提供新的重要途径；此外，微藻可通过分泌胞外产物、气体交换等多种方式与菌群形成复杂的共生关系，可进一步提升湿地的水质净化能力。

现有技术中有报道将藻类培养池与人工湿地相结合处理高氮低碳的污水，藻类培养池中的微藻对污水进行脱氮汇碳处理后，将微藻作为外加碳源流入人工湿地中提高人工湿地的脱氮能力；但是现有技术中人工湿地脱氮能力仍有很大改善空间。

发明内容

针对现有技术中存在的人工湿地脱氮能力差的技术问题，本发明提供了一种用于污水深度净化的微藻培养池-人工湿地耦合系统，以污水作为培养基在微藻培养池中实现微藻的培养和污水的净化，将微藻培养池中80％以上的微藻生物质进行低成本回收，将微藻培养池中含少量微藻的含藻水通入人工湿地；含藻水进入人工湿地表面，通过光合作用产氧能强化人工湿地的供氧与氨氮的氧化；将回收的一部分微藻利用导流管通入人工湿地中远离液面的缺氧反硝化功能区，进入湿地深层的藻细胞则由于不利条件裂解死亡，裂解的藻细胞作为碳源促进湿地中的反硝化作用，综上，实现最大化的氮脱除。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下所述：

在本发明的第一方面，提供一种用于污水深度净化的微藻培养池-人工湿地耦合系统，所述系统包括串联的微藻培养池和人工湿地；

所述微藻培养池中设置有微藻捕获填料，微藻捕获填料捕获微藻后剩余的含藻水连通到人工湿地；捕获的一部分微藻利用导流管通入人工湿地中远离液面的缺氧反硝化功能区。