新型藻菌生物轉(zhuǎn)盤反應(yīng)器的研制.pdf

1、目前，我國面臨著水污染嚴(yán)重及能源嚴(yán)重不足的現(xiàn)狀。生物柴油是具有很好應(yīng)用前景的化石燃料替代品，微藻生物質(zhì)是生物柴油的優(yōu)質(zhì)原料。因此，利用污水養(yǎng)殖高脂微藻是實現(xiàn)污水資源化的有效途徑。本研究開發(fā)了一種新型的藻菌生物轉(zhuǎn)盤反應(yīng)器。在該反應(yīng)器內(nèi)接種可利用生活污水作為生長基質(zhì)且脂類含量較高的二形柵藻，并和污水中存在的細(xì)菌形成藻-菌共生體系，不僅可以有效去除污水中的污染物，而且可以獲得高脂微藻用于制備生物柴油。
　　結(jié)合生物接觸氧化轉(zhuǎn)盤和光生物反

2、應(yīng)器的設(shè)計原理和結(jié)構(gòu)特點，設(shè)計了該反應(yīng)器的實驗室小試裝置。以總?cè)莘e288L的實驗室小試反應(yīng)器為研究對象，改變轉(zhuǎn)盤級數(shù)和調(diào)節(jié)水力負(fù)荷對反應(yīng)器的部分參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化。采用污水中相關(guān)污染物去除效率和藻生長速率為評價指標(biāo)，對外加光源前后反應(yīng)器的運行效果進(jìn)行對比。本論文主要取得了以下成果：
　　1)反應(yīng)器包括轉(zhuǎn)盤組、反應(yīng)池、氣動系統(tǒng)、循環(huán)系統(tǒng)、光照系統(tǒng)、膜分離系統(tǒng)等單元。轉(zhuǎn)盤內(nèi)腔裝填懸浮填料并通過上流式氣體驅(qū)動轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動，使用自行安裝的簾式中空

3、纖維膜進(jìn)行藻水分離。
　　2)水力負(fù)荷0.060m3/m2·h下比較各污染指標(biāo)的去除情況，第三級轉(zhuǎn)盤未充分發(fā)揮作用，優(yōu)化為二級生物轉(zhuǎn)盤。水力負(fù)荷0.090m3/m2·h下反應(yīng)器出水CODCr和NH4+-N指標(biāo)可達(dá)《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918-2002）中的1A標(biāo)準(zhǔn)，SS、TN和TP指標(biāo)達(dá)到或接近1B標(biāo)準(zhǔn)，選擇0.090m3/m2·h作為后續(xù)試驗進(jìn)水負(fù)荷。
　　3)二形柵藻藻液接種體積為反應(yīng)器總體積的8.5

4、％，反應(yīng)器各級反應(yīng)池中微藻的穩(wěn)定細(xì)胞濃度分別為1.00×106cell/ml，9.50×105cell/ml和1.05×106cell/ml。二形柵藻的引入對各污染指標(biāo)的去除沒有明顯的促進(jìn)作用。試驗條件下，膜的清洗周期為30天。通過化學(xué)清洗，恢復(fù)80～90%的最初膜通量。
　　4)外加光源強(qiáng)化后，二形柵藻在反應(yīng)器中達(dá)到穩(wěn)定濃度的時間縮短，最終細(xì)胞濃度增加至1.50×106cell/ml，1.75×106cell/ml和2.10×1

5、06cell/ml。二形柵藻對氮磷的去除顯示一定的促進(jìn)作用，TN和TP的膜前去除率分別由外加光源前的35.6%和30.4%增至外加光源后的46.7%和56.2%，但對CODCr去除促進(jìn)不明顯。試驗條件下，藻959的干重產(chǎn)量為0.364g(干重) L-1d-1。
　　5)通過一年的研究，綜合反應(yīng)器各運行參數(shù)的分析，得到新型藻菌生物轉(zhuǎn)盤的最佳設(shè)計及運行條件：轉(zhuǎn)盤組2級，通氣量140L/h，水力負(fù)荷0.090m3/m2·h，HRT=4.