申请日2016.12.21
公开(公告)日2017.05.31
IPC分类号C02F3/32; C12M1/107; C12P5/02
摘要
太阳能恒温培养微藻处理生活污水系统，包括污水进水过滤池(1)、阳光板日光温室(2)、微藻养殖池(3)、太阳能集热水箱(4)、恒温控制系统(5)与出水过滤池(6)，污水进水过滤池(1)与微藻养殖池(3)连通，微藻养殖池(3)与污水出水过滤池(6)连通，阳光板日光温室(2)配装在微藻养殖池(3)和恒温控制系统(5)的外部，太阳能集热水箱(4)配装在阳光板日光温室(2)的上部，太阳能集热水箱(4)和恒温控制系统(5)连接，恒温控制系统中的导热盘管(5‑5)放置在微藻养殖池(3)中，出水过滤池(6)与太阳能集热水箱(4)、微藻养殖池(3)、污水进水过滤池(1)均相连接。
摘要附图
权利要求书
1.太阳能恒温培养微藻处理生活污水系统，包括污水进水过滤池(1)、阳光板日光温室(2)、微藻养殖池(3)、太阳能集热水箱(4)、恒温控制系统(5)与出水过滤池(6)，其特征在于：污水进水过滤池(1)与微藻养殖池(3)连通，微藻养殖池(3)与污水出水过滤池(6)连通，阳光板日光温室(2)配装在微藻养殖池(3)和恒温控制系统(5)的外部，太阳能集热水箱(4)配装在阳光板日光温室(2)的上部，太阳能集热水箱(4)和恒温控制系统(5)连接，恒温控制系统中的导热盘管(5-5)放置在微藻养殖池(3)中，出水过滤池(6)与太阳能集热水箱(4)、微藻养殖池(3)、污水进水过滤池(1)均相连接。
2.根据权利要求1所述的太阳能恒温培养微藻处理生活污水系统，其特征在于：所述的污水进水过滤池(1)包括格栅(1-1)、沉砂池(1-2)、第一碎秸秆膜组件(1-3)和石英砂过滤池(1-4)，其中，格栅(1-1)、沉砂池(1-2)、第一碎秸秆膜组件(1-3)和石英砂过滤池(1-4)从左到右依次布置，碎秸秆膜组件由至少3道碎秸秆组成，且沿水流方向孔径依次减小;石英砂过滤池(1-4)由粗粒径过滤层(1-4-1)、中等粒径过滤层(1-4-2)、细粒径过滤层(1-4-3)组成，并从上到下依次布置。
3.根据权利要求1所述的太阳能恒温培养微藻处理生活污水系统，其特征在于：所述的微藻养殖池(3)是由水质调节池(3-1)、水量调节池(3-2)和微藻培养渠(3-3)构成。
4.根据权利要求1所述的太阳能恒温培养微藻处理生活污水系统，其特征在于：所述的恒温控制系统(5)由循环水泵(5-1)、温度传感器(5-2)、变频器(5-3)、温控器(5-4)和导热盘管(5-5)连接组成;温度传感器(5-2)配置于微藻培养渠(3-3)内部，并与温控器(5-4)连接，温控器(5-4)与变频器(5-3)连接，变频器(5-3)与循环水泵(5-1)连接，循环水泵(5-1)连接在太阳能集热水箱(4)和导热盘管(5-5)之间并构成循环回路。
5.根据权利要求1所述的太阳能恒温培养微藻处理生活污水系统，其特征在于：所述的出水过滤池(6)是由碎秸秆膜组件(6-1)和出水集水池(6-2)构成，碎秸秆膜组件(6-1)由至少3道碎秸秆组成，且沿水流方向孔径依次减小，所形成的孔径小于碎秸秆膜组件(1-3)形成的孔径。
6.根据权利要求1所述的太阳能恒温培养微藻处理生活污水系统，其特征在于：在污水进水过滤池1中的沉砂池(1-2)底部设有排沙管道(1-2-1)，能及时排除沉砂池(1-2)底部的泥沙;在碎秸秆膜组件(1-3)中设了三道过滤膜，每道过滤膜的孔径沿流水方向依次减小;在石英砂过滤池(1-4)中设有布水层(1-4-4);在石英砂过滤池(1-4)设粗粒径过滤层(1-4-1)、中等粒径过滤层(1-4-2)、细粒径过滤层(1-4-3)，其中粗粒径过滤层(1-4-1)的滤层厚200-300mm，粒径在10-20mm，中粒径过滤层(1-4-2)滤层厚100-200mm，粒径在5-10mm，细粒径过滤层(1-4-3)的滤层厚50-100mm，粒径在1-5mm;在池底设有反冲洗管(1-4-5)，在污水进水过滤池出水管设置闸阀(1-4-6)。
7.根据权利要求1所述的太阳能恒温培养微藻处理生活污水系统，其特征在于：在阳光板日光温室(2)内有两大系统，一个是微藻繁殖培养系统即微藻养殖池(3)，另一个是太阳能集热水箱(4)和恒温控制系统(5);微藻养殖池(3)包括水质调节池(3-1)、水量调节池(3-2)和微藻培养渠(3-3)构成;其中水质调节池(3-1)与污水进水过滤池的出水管相连接;在水质调节池(3-1)中设有来自出水集水池的注水管道(3-1-1)，对原污水进行稀释;在水质调节池(3-1)上设置有PH检测及控制装置(3-1-2);在水质调节池(3-1)上设置搅拌器(3-1-3);在水质调节池(3-1)上设置污水提升泵(3-1-4)，能够将污水从位置较低的水质调节池(3-1)调到位置较高的水量调节池(3-2)中。
8.根据权利要求1所述的太阳能恒温培养微藻处理生活污水系统，其特征在于：在微藻养殖池(3)中的水量调节池(3-2)上有均匀布水孔，使流经水量调节池(3-2)的污水能够均匀地流入微藻培养池(3-3)。
9.根据权利要求1所述的太阳能恒温培养微藻处理生活污水系统，其特征在于：阳光板日光温室(2)为封闭的形式，阳光板日光温室(2)的顶部采用透明的阳光板(2-1)，在阳光板日光温室的墙体(2-2)上设有通气孔(2-3)，在阳光板日光温室(2)的梁结构上设有节能LED灯(2-4);透明的阳光板(2-1)透射率在20%-80%，节能LED灯(2-4)的光照强度保持在4000-8000lux;在阳光板日光温室的墙体(2-2)上开设由通气孔(2-3)。
10.根据权利要求1所述的太阳能恒温培养微藻处理生活污水系统，其特征在于：出水过滤池(6)由第二碎秸秆膜组件(6-1)和出水集水池(6-2)构成，其中在第二碎秸秆膜组件(6-1)中设了至少三道过滤膜，每道过滤膜的孔径沿流水方向依次减小且比污水进水过滤池中的碎秸秆膜组件的孔径更小;其中反冲洗管道(1-4-5)和水质调节池(3-1)的注水管道(3-1-1)来自出水集水池(6-2)的同一根主管。
说明书
太阳能恒温培养微藻处理生活污水系统
技术领域
本发明涉及环境保护技术，具体涉及农村污水的处理技术。
背景技术
随着我国农村城镇化建设步伐的加快，村镇居民人均用水量在不断增加，致使村镇污水排放量也逐年增大。然而，由于村镇污水收集系统和无害化处理设施严重匮乏、生活污水处理率不到2.6%。村镇污水排放量快速增长，伴随着大量未经处理的污水无序乱流或直接排放，已经造成众多村镇环境污染严重，加剧了我国水资源匮乏的危机，严重制约了村镇和农村经济的可持续发展。生活污水净化处理已经成为我国农村城镇化发展亟需解决的难题之一。农村生活污水具有排放不均匀，水量变化明显，且排放分散的特点。传统的污水处理方法主要有物理处理法、化学处理法等，但是这些工艺普遍存在污水处理能耗高、处理后的水中N、P等离子含量高，且极有可能产生二次污染的问题，而且这些方法普遍不适用于农村地区。因此，急需研发村镇生活污水净化处理技术。
国内外针对村镇生活污水净化处理研究方向主要致力于生物处理。自1957 年Oswald提出利用微藻净化污水中有机和无机化合物的思想，国内外各个研究机构对其可行性以及各种不同种类污水的净化效果等方面展开了大量的研究。结果证明，藻体同其他细菌等微生物一样，可以通过物理吸附、生物同化、吸收降解、生物富集等作用，从而将污水中的各种氮磷营养物以及其他有机和无机化合物减量或资源化。研究表明，微藻的生长与培养环境(光照、温度)、培养液(pH、盐度、CO2浓度、培养基营养物含量)和培养时间密切相关。适宜的光照强度和光照时间利于微藻的生长，过高或过低均会给微藻生长带来影响。而大多数微藻的最适生长温度范围为16-27℃，当温度低于16℃时，微藻生长缓慢;而高于35℃时可能会对某些微藻产生致死效应。
目前常见利用微藻净化处理污水的方式主要有稳定塘培养、固定化培养和光生物反应器培养等。但是受环境因子(光照、温度)和生产效率的影响，污水培养微藻基本在实验室内进行小规模研究。然而，室内和户外的实际条件相差很大，尤其是光照和温度条件，在户外很难保证微藻在实验室内的最适生长条件，从而限制了微藻规模化培养净化污水的推广应用。因此，本项目利用太阳能集热器的经济性集热温度与微藻最适宜生长温度相匹配的特点，将微藻培养与太阳能集热器系统集成来净化处理农村生活污水，把太阳热能直接提供给微藻，克服微藻规模化养殖时受季节、光照、温度等外界环境的不利因素;同时，利用微藻快速生长过程中需要消耗碳、氮、磷等营养物质以合成体内复杂有机质的特点，可将生活污水中的碳、氮、磷元素进行吸附，实现村镇生活污水的高效净化处理的目的。
发明内容
本发明的目的是提供一种太阳能恒温培养微藻处理生活污水系统。
本发明是太阳能恒温培养微藻处理生活污水系统，包括污水进水过滤池1、阳光板日光温室2、微藻养殖池3、太阳能集热水箱4、恒温控制系统5与出水过滤池6，污水进水过滤池1与微藻养殖池3连通，微藻养殖池3与污水出水过滤池6连通，阳光板日光温室2配装在微藻养殖池3和恒温控制系统5的外部，太阳能集热水箱4配装在阳光板日光温室2的上部，太阳能集热水箱4和恒温控制系统5连接，恒温控制系统中的导热盘管5-5放置在微藻养殖池3中，出水过滤池6与太阳能集热水箱4、微藻养殖池3、污水进水过滤池1均相连接。
本发明的有益效果为：农村污水通过污水进水过滤系统中的构筑物装置，进行污水预处理，有效的去除污水中的悬浮物、BOD、COD、SS、除去大颗粒及漂浮物后， 污水进入阳光板日光温室中的微藻养殖池，碎秸秆膜过滤吸附后可进行沼气发酵;通过微藻养殖池培养微藻达到净化污水的目的，同时，利用阳光板日光温室、太阳能集热水箱和恒温控制系统，为微藻生长繁殖提供最适宜的温度、光照条件、PH、和污水稀释度的条件。实现高效微藻养殖和净化农村污水，达到规模化推广应用的目的。