申请日2019.05.05
公开(公告)日2019.06.21
IPC分类号C02F9/14; C02F101/1
摘要
本发明一种利用吸附处理氨氮废水培养微藻的方法，采用吸附剂作为吸附废水中氨氮的介质，然后将吸附后的废水培养微藻，并以吸附氨氮后的吸附剂作为氮源缓释剂，为微藻的生长提供氮素，处理方法包括以下步骤：耐受氨氮藻种的筛选、吸附预处理氨氮废水、微藻的培养。本发明对氨氮废水处理效果好，特别是高氨氮废水的处理，同时还能获得的高附加值微藻生物质，从而产生额外经济价值，能降低废水治理成本，是一种经济、环保的氨氮废水处理工艺。
翻译权利要求书
1.一种利用吸附处理氨氮废水培养微藻的方法，其特征在于：所述的方法利用吸附剂对高氨氮废水进行预处理，以降低高氨氮废水对微藻的毒性，将经吸附预处理后的氨氮废水培养微藻，并将吸附氨氮后的吸附剂作为氮源缓释剂，不仅能达到高效低成本地去除废水中的氨氮、收获的微藻生物质还能产生经济效益，吸附剂与微藻一起培养后能再次回收利用，具体步骤如下：
步骤1：微藻藻株的筛选
根据叶绿素含量和生物量，筛选耐受氨氮的微藻藻株用于氨氮废水处理;
步骤2：吸附预处理氨氮废水
将吸附剂投入氨氮废水中，吸附剂的投加量为1~500 g/L，氨氮废水pH调控3.0~10.0，吸附时间控制在0.5~120 h;
步骤3：微藻的培养
将步骤2中经吸附预处理后的氨氮废水作为培养液、吸附氨氮后的吸附剂作为氮源缓释载体，培养步骤1筛选的微藻，达到从废水中回收氨氮的目的，实现吸附剂的回收，并获得高附加值微藻生物质;微藻培养条件为：温度10~40℃，光照强度5~200 μmol/m2/s，振荡速度0~300 rpm，培养时间1~14天。
2.根据权利要求1所述的一种利用吸附处理氨氮废水培养微藻的方法，其特征在于：所述的微藻藻株包括但不限于螺旋藻属、小球藻属、筒柱藻属、硅藻、菱形藻、裂壶藻、杜氏藻属、栅藻、微绿球藻、衣藻属、扁藻或空球藻属。
3.根据权利要求1所述的一种利用吸附处理氨氮废水培养微藻的方法，其特征在于：所述的筛选耐受氨氮的微藻藻株采用的培养液是将标准培养基中的氮源替换为不同浓度的铵盐或不同稀释度的氨氮废水。
4.根据权利要求1所述的一种利用吸附处理氨氮废水培养微藻的方法，其特征在于：所述的吸附剂为包括但不限于吸附能力为0.1~50 mg/g的硅胶、活性炭、蒙脱石、活性氧化铝、沸石和离子交换树脂。
5.根据权利要求1所述的一种利用吸附处理氨氮废水培养微藻的方法，其特征在于：所述的氨氮废水为氨氮浓度>200 mg/L的人工废水或实际废水。
说明书
一种利用吸附处理氨氮废水培养微藻的方法
技术领域
本发明涉及一种利用吸附处理氨氮废水培养微藻的方法，具体属于废水处理技术领域。
背景技术
随着现代工业的迅速发展，我国的水体氨氮污染问题也愈发严峻，特别是高浓度的氨氮废水对环境危害严重，排放到水体中会导致水体富营养化和引起生物毒害作用，还会造成土壤退化、地下水污染等一系列问题。
传统脱氮方法有吹脱法、折点加氯法、化学沉淀法、电渗析法、离子交换法以及硝化-反硝化法等。传统硝化-反硝化的是一种经济有效的脱氮处理方式，目前应用最为广泛的处理方法，但存在建设成本以及运营成本高，微生物的生长条件要求相对苛刻等缺点，且需要调节废水的C/N。
鉴于氨氮易被大多数微藻利用的氮源形式，在实际应用中微藻多用于处理较低浓度的氨氮，如“一种兼养微生物营养转化处理高氨氮废水的方法”(CN 105712490A)公开了一种利用微藻或光合细菌营养模式的转换吸收高浓度氨氮并净化废水的方法，但该方法所处理废水的氨氮浓度范围仅为40~160 mg/L。对于较高浓度的氨氮废水，一般需要对废水进行预处理或者与其他方法联用等，这是由于高浓度的氨氮具有毒性，而大多数微藻对氨氮的耐受浓度普遍不高造成的，因而导致微藻对高浓度的氨氮废水处理效果差。为了解决这个问题，学者针对如何降低氨氮对微藻的毒性开展了大量的研究，如郭智等公开了“一种去除废水中氨氮的装置和方法”(CN 107473494A)，其方法特点是利用膜接触器将废水与微藻溶液分隔开来，避免废水中的有毒物质抑制微藻的生长，虽然该方法对氨氮的去除效果好，但对设备要求高，因此不适合大规模应用。为了降低高浓度的氨氮对微藻的毒害作用，活性炭、沸石、离子交换树脂等吸附剂被广泛用于氨氮废水的预处理中，如巫小丹等“一种处理高浓度氨氮养猪沼液的方法”(CN 104445816A)，主要利用沸石对高氨氮养猪沼液进行预处理，将沸石吸收预处理后的养猪沼液培养斜生栅藻，该方法的缺点是氨氮的总体去除效果不甚理想，仅为74.95%，且沸石无后续再生过程增加处理成本。
为了更好地处理氨氮废水及降低废水处理成本，本发明提供一种吸附处理氨氮废水并实现高附加值微藻培养的方法，先利用吸附剂对氨氮废水进行预处理，降低氨氮废水对微藻的毒性，同时利用吸附氨氮后的吸附剂作为氮源缓释载体培养微藻，在去除废水中氨氮的同时，可收获微藻生物质，且吸附剂也可重复回收利用，是一种经济高效且绿色环保的氨氮废水处理方式。
发明内容
本发明为了克服传统氨氮废水处理方法的不足，提供一种利用吸附处理氨氮废水培养微藻的方法。
本发明一种利用吸附处理氨氮废水培养微藻的方法利用吸附剂对高氨氮废水进行预处理，以降低高氨氮废水对微藻的毒性，将经吸附预处理后的氨氮废水培养微藻，并将吸附氨氮后的吸附剂作为氮源缓释剂，不仅能达到高效低成本地去除废水中的氨氮、收获的微藻生物质还能产生经济效益，吸附剂与微藻一起培养后能再次回收利用，具体步骤如下：
步骤1：微藻藻株的筛选
根据叶绿素含量和生物量，筛选耐受氨氮的微藻藻株用于氨氮废水处理;
步骤2：吸附预处理氨氮废水
将吸附剂投入氨氮废水中，吸附剂的投加量为1~500 g/L，氨氮废水pH调控3.0~10.0，吸附时间控制在0.5~120 h;
步骤3：微藻的培养
将步骤2中经吸附预处理后的氨氮废水作为培养液、吸附氨氮后的吸附剂作为氮源缓释载体，培养步骤1筛选的微藻，达到从废水中回收氨氮的目的，实现吸附剂的回收，并获得高附加值微藻生物质;微藻培养条件为：温度10~40℃，光照强度5~200 μmol/m2/s，振荡速度0~300 rpm，培养时间1~14天。
所述的微藻藻株包括但不限于螺旋藻属、小球藻属、筒柱藻属、硅藻、菱形藻、裂壶藻、杜氏藻属、栅藻、微绿球藻、衣藻属、扁藻或空球藻属。
所述的筛选耐受氨氮的微藻藻株采用的培养液是将标准培养基中的氮源替换为不同浓度的铵盐或不同稀释度的氨氮废水。
所述的吸附剂为包括但不限于吸附能力为0.1~50 mg/g的硅胶、活性炭、蒙脱石、活性氧化铝、沸石和离子交换树脂。
所述的氨氮废水为氨氮浓度>200 mg/L的人工废水或实际废水。
本发明的有益效果：本发明采用吸附剂作为高浓度废水中氨氮的吸附介质，可有效降低高浓度氨氮对微藻的毒害作用。将吸附后的低氨氮的废水培养微藻，并以吸附氨氮后的吸附剂作为氮源缓释载体为微藻的生长提供氮源，不仅可以高效去除废水中氨氮，收获高附加值微藻生物质，还能产生经济效益，最后吸附剂还可实现再生利用，进一步降低废水处理的成本，是一种低成本、环境友好的废水处理工艺。
