[发明专利]一种推流式菌藻生物膜系统及其应用

说明书

本发明公开了一种推流式菌藻生物膜系统及其应用，所述推流式菌藻生物膜系统包括：反应器主体，包括箱体和箱盖，箱体内部中空且开口向上，箱体的两侧分别设置有进水口和出水口；引流组件，包括至少一个第一引流板和至少一个第二引流板；第一引流板垂直设置于箱体的底部，且第一引流板的顶部与盖合状态下的箱盖之间有间隔；第二引流板垂直设置于箱盖的底壁，且第二引流板的底部与箱体的底壁之间有间隔；相邻的任意第一引流板和第二引流板交替平行设置；若干空心填料，空心填料置于箱体内部。微藻和细菌在空心填料的内外表面附着生长，形成生物膜；生物膜与水体中的污染物充分接触并将其吸附和降解，使水质得到净化。

技术领域

本发明属于污水处理及资源化领域，尤其涉及一种推流式菌藻生物膜系统及其应用。

背景技术

目前，我国水资源形势严峻，年人均水量远低于世界平均水平，同时，饮用水水源污染严重，全国超过80％地表水源已被污染，因此，急需发展更加高效的方法处理污水。生活污水是污水的重要组成部分，主要包括灰水和黑水，其中灰水体积比可达到50％～80％。灰水主要包括洗衣机、缸、淋浴器或水槽中的污水，其特点是有机质含量高、悬浮物与浊度比较低，通过处理可以实现循环利用，所以目前灰水处理的技术创新方面有着广阔的前景。

灰水中的主要污染来源是肥皂和洗涤剂中的表面活性剂，表面活性剂会影响到污水的各种净化过程，如曝气、消化等，使得传统的污水处理技术很难达到理想的污染物去除效果。传统的生物处理方法需提供大量的氧气，且其利用率较低，污水处理成本高，菌藻共生系统利用微藻与细菌的协同作用，实现污水中的氮(N)、磷(P)、有机质、营养盐以及毒素等降解和去除。菌藻共生系统这一概念，最早由Oswald等人首次提出，将传统的稳定塘和藻类光合作用释放氧气的相结合，将栅藻固定于壳聚糖上实现污水净化，12h内，固定化细胞实现了70％的N去除和94％的P去除，而仅仅使用细菌处理36h后，N、P的去除率分别为20％和30％。其他研究者利用菌藻共生系统也实现了污水中N、P、BOD(生物需氧量)、重金属、营养物质以及病原体等污染物的同步去除，显示出该技术在污水处理中的巨大应用潜力。

菌藻生物膜反应器目前主要集中在实验室水平的研究，如授权公告号CN204779060U，该专利介绍了一种菌藻共生污水处理系统。通过长期的运行实践，上述专利中的菌藻生物膜系统运行稳定，处理效果良好，但存在以下3个问题：

(1)上述专利中系统设有温控系统，加热管路局部加热会使反应器中液体温度不均匀，反应器扩大设计运行后，液体温度更不均匀；且温控系统增加反应器处理灰水的能耗，限制了其在实际工程中的推广；

(2)上述专利中反应器内液体为混合状态，水力停留时间较长，反应器扩大设计运行后，水力停留时间更长，限制了其在实际工程中的推广；

(3)上述专利中系统设有曝气机构，曝气使氧气利用效率较低，污水处理成本相对较高；且由于灰水中含有大量表面活性剂，曝气处理会导致严重的气泡，引起生物膜的流失，从而影响生物处理系统的功能。

发明内容

针对现有技术不足，本发明的目的在于提出一种推流式菌藻生物膜反应器及其应用。本发明采用微藻和细菌以共生生物膜形式生长在反应器内填料表面，通过微藻和细菌的生物吸附及生物降解作用实现灰水中各类污染物的同步高效去除。该系统处理灰水效果好，无需额外供氧，完全避免了供氧产生的气泡问题，无需回流，水力停留时间短，节省能耗，占地面积小，运行费用低，工程放大化应用前景较好。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种推流式菌藻生物膜系统，包括：

反应器主体，包括箱体和箱盖，所述箱体内部中空且开口向上，所述箱体的两侧分别设置有进水口和出水口；所述箱盖与所述箱体可拆卸连接；