本發(fā)明屬于污廢水處理領域，具體涉及一種利用灘涂微藻去除高鹽廢水中磷的方法和裝置。

背景技術：

1、磷是重要的工業(yè)原料，廣泛應用于化肥、洗滌劑、食品添加劑和金屬處理等行業(yè)。工業(yè)生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生大量含磷廢水，這些廢水排放到水體中會導致藻類和水生植物過度生長，進而引發(fā)水體缺氧、水質(zhì)惡化、生態(tài)失衡等環(huán)境問題，影響漁業(yè)、旅游業(yè)和飲用水安全。因此，控制磷排放并發(fā)展高效除磷技術對于保障水生態(tài)安全至關重要。

2、目前，工業(yè)廢水除磷技術主要包括化學沉淀法、吸附法、生物法等。其中，生物法利用微生物生命活動將水體中磷去除，具有環(huán)保、經(jīng)濟、穩(wěn)定、集成性強等諸多優(yōu)點，是一種高效、可持續(xù)的廢水除磷技術。然而，隨著工業(yè)的發(fā)展，含磷廢水成分日益復雜，特別是在海水養(yǎng)殖、食品加工、制藥和金屬加工等工業(yè)生產(chǎn)過程中，廢水中通常含有大量鹽分。高濃度的鹽分會破壞微生物細胞滲透壓平衡、降低微生物酶活性、毒害微生物細胞，造成高鹽廢水的除磷效果顯著下降，并且系統(tǒng)運行不穩(wěn)定性，極易崩潰。

3、耐鹽微生物的獲取是應用生物法處理高鹽含磷廢水的關鍵。目前，主要采取三種方式獲取耐鹽微生物，包括對活性污泥進行梯度鹽度馴化、篩選耐鹽功能菌以及直接利用高鹽環(huán)境(如灘涂、鹽堿地)下的微生物。相比于前兩者，直接利用高鹽環(huán)境下的微生物具有成本低、操作簡單、處理效率高等優(yōu)點，應用前景廣闊。在高鹽環(huán)境中，細菌和藻類是主要的微生物類群。目前主要采集耐鹽細菌用于高鹽廢水除磷，而耐鹽藻類除磷技術較為少見。

4、灘涂是位于海陸交匯過度地帶的寬廣沉積物堆積體，并且周期性被海水淹沒和出露。由于營養(yǎng)豐富、光照充足，灘涂表層生存著豐富的微藻，如硅藻、藍藻及小球藻等。這些灘涂微藻具有較強的耐鹽性和磷代謝能力，具備高效處理高鹽含磷廢水的潛力。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明基于灘涂微藻具有較強的耐鹽性和磷代謝能力的特點，開發(fā)一種利用灘涂微藻進行高鹽廢水除磷的方法，能夠解決當前采用生物法除磷效率低、系統(tǒng)運行不穩(wěn)定的問題，為高鹽廢水除磷提供新的技術思路。為達到上述目的及其他相關目的，本發(fā)明提供一種利用灘涂微藻去除高鹽廢水中磷的方法和裝置。

2、一種利用灘涂微藻去除高鹽廢水中磷的方法，包括如下步驟：

3、步驟一)將高鹽廢水與鐵碳填料接觸，反應得到預處理廢水；所述鐵碳填料中包含鐵和碳；所述鐵碳填料的鐵含量為30～60wt％，碳含量為1～5wt％；

4、步驟二)在所述預處理廢水中培養(yǎng)灘涂微藻，灘涂微藻吸收所述預處理廢水中的磷，得到除磷后廢水；所述灘涂微藻為從灘涂泥沙中采集并培養(yǎng)得到。

5、可選的，所述步驟一)中，高鹽廢水過濾后再與所述鐵碳填料接觸；接觸過程中通過曝氣維持所述預處理廢水含氧量為6～9mg/l；

6、優(yōu)選的，高鹽廢水采用孔徑小于等于1mm的濾網(wǎng)進行過濾。

7、可選的，所述鐵碳填料采用包括鑄鐵粉、粉煤灰和蒙脫土的原料混合造粒制成，粒徑為1～5mm；

8、所述鑄鐵粉與粉煤灰的重量比為1～4:1；所述鑄鐵粉與蒙脫土的重量比為1～4:1。

9、可選的，所述步驟二)中從灘涂泥沙中采集并培養(yǎng)得到灘涂微藻的方法包括：

10、采集灘涂泥沙加水攪拌均勻后靜置沉降，取上清液加入鹽水中得到灘涂微藻培養(yǎng)液；然后對所述灘涂微藻培養(yǎng)液進行培養(yǎng)，使所述灘涂微藻培養(yǎng)液中的葉綠素a含量達到200～600μg/l。

11、可選的，所述采集灘涂泥沙的采樣深度為沿垂直方向0～2cm，將采集的灘涂泥沙在0～4℃下保存；

12、將泥沙與去離子水按照1l水中加入100～300g灘涂泥沙泥沙的比例混合，在磁力攪拌機上以切向流速20～50cm/s攪拌1～3h，然后靜置沉降20～30min，取上清液。

13、可選的，所述灘涂微藻培養(yǎng)液鹽度為20～30‰，通過空氣泵以5～10l/h流量對灘涂微藻培養(yǎng)液供氧，在5000～10000lux的光照條件下進行培養(yǎng)；

14、優(yōu)選的，所述灘涂微藻培養(yǎng)液還包含葡萄糖0.1～0.5g/l、氯化銨0.01～0.05g/l、磷酸二氫鉀0.001～0.005g/l。

15、可選的，在所述預處理廢水中培養(yǎng)灘涂微藻的過程中，調(diào)節(jié)預處理廢水ph為6～9；培養(yǎng)過程中通過曝氣維持所述預處理廢水含氧量為6～9mg/l，并通過光源維持5000～10000lux的光照；所述除磷后廢水中的一部分排出，剩余的除磷后廢水返回至預處理廢水進行循環(huán)處理。

16、一種利用灘涂微藻去除高鹽廢水中磷的裝置，包括：

17、調(diào)節(jié)池，所述調(diào)節(jié)池中設有鐵碳填料；所述調(diào)節(jié)池用于對高鹽廢水與鐵碳填料接觸，反應得到預處理廢水；所述調(diào)節(jié)池內(nèi)設有調(diào)節(jié)池曝氣裝置；

18、除磷池，所述除磷池與所述調(diào)節(jié)池連接，同于在所述預處理廢水中培養(yǎng)灘涂微藻，灘涂微藻吸收所述預處理廢水中的磷，得到除磷后廢水；所述除磷池內(nèi)設有除磷池曝氣裝置；所述除磷池上方設有光源。

19、可選的，所述裝置還包括過濾池，所述過濾池中設有濾網(wǎng)，所述過濾池與所述調(diào)節(jié)池連接；

20、可選的，所述調(diào)節(jié)池中碳填料的填充比例為池體中液體體積的30～50％；

21、可選的，所述除磷池中填充有懸浮球填料，直徑2～4cm，填充密度為1000～2000個/m3。

22、可選的，所述調(diào)節(jié)池連接有ph調(diào)節(jié)液存儲池，ph調(diào)節(jié)液存儲池用于向所述調(diào)節(jié)池中通入ph調(diào)節(jié)液；

23、可選的，所述除磷池的出口通過回流管與除磷池的入口連接，所述回流管上設有回流泵。

24、與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

25、1)本發(fā)明采用灘涂微藻進行高鹽廢水除磷，提供了基于自然的污廢水處理方案，具有綠色環(huán)保，成本低廉，技術要求低的特點；

26、2)解決了當前利用生物法進行高鹽廢水除磷效率低且系統(tǒng)容易崩潰的特點，為高鹽廢水除磷提供了新的技術思路；

27、3)不會產(chǎn)生有毒有害的水處理副產(chǎn)物。

技術特征：

1.一種利用灘涂微藻去除高鹽廢水中磷的方法，其特征在于，包括如下步驟：

2.根據(jù)權利要求1所述的利用灘涂微藻去除高鹽廢水中磷的方法，其特征在于，所述步驟一)中，高鹽廢水過濾后再與所述鐵碳填料接觸；接觸過程中通過曝氣維持所述預處理廢水含氧量為6～9mg/l；

3.根據(jù)權利要求1所述的利用灘涂微藻去除高鹽廢水中磷的方法，其特征在于，所述鐵碳填料采用包括鑄鐵粉、粉煤灰和蒙脫土的原料混合造粒制成，粒徑為1～5mm；

4.根據(jù)權利要求1所述的利用灘涂微藻去除高鹽廢水中磷的方法，其特征在于，所述步驟二)中從灘涂泥沙中采集并培養(yǎng)得到灘涂微藻的方法包括：

5.根據(jù)權利要求4所述的利用灘涂微藻去除高鹽廢水中磷的方法，其特征在于，所述采集灘涂泥沙的采樣深度為沿垂直方向0～2cm，將采集的灘涂泥沙在0～4℃下保存；

6.根據(jù)權利要求4所述的利用灘涂微藻去除高鹽廢水中磷的方法，其特征在于，所述灘涂微藻培養(yǎng)液鹽度為20～30‰，通過空氣泵以5～10l/h流量對灘涂微藻培養(yǎng)液供氧，在5000～10000lux的光照條件下進行培養(yǎng)；

7.根據(jù)權利要求1所述的利用灘涂微藻去除高鹽廢水中磷的方法，其特征在于，在所述預處理廢水中培養(yǎng)灘涂微藻的過程中，調(diào)節(jié)預處理廢水ph為6～9；培養(yǎng)過程中通過曝氣維持所述預處理廢水含氧量為6～9mg/l，并通過光源維持5000～10000lux的光照；所述除磷后廢水中的一部分排出，剩余的除磷后廢水返回至預處理廢水進行循環(huán)處理。

8.一種利用灘涂微藻去除高鹽廢水中磷的裝置，其特征在于，包括：

9.根據(jù)權利要求8所述的利用灘涂微藻去除高鹽廢水中磷的裝置，其特征在于，所述裝置還包括過濾池，所述過濾池中設有濾網(wǎng)，所述過濾池與所述調(diào)節(jié)池連接；

10.根據(jù)權利要求8所述的利用灘涂微藻去除高鹽廢水中磷的裝置，其特征在于，所述調(diào)節(jié)池連接有ph調(diào)節(jié)液存儲池，ph調(diào)節(jié)液存儲池用于向所述調(diào)節(jié)池中通入ph調(diào)節(jié)液；

技術總結
本發(fā)明提供了一種利用灘涂微藻進行高鹽廢水除磷的方法，包括從灘涂采集富含微藻的泥沙，通過去離子水洗滌獲取灘涂微藻培養(yǎng)液，再進行擴培，最終在除磷裝置中應用。除磷裝置包括過濾池、水質(zhì)調(diào)節(jié)池、酸堿液儲備池和除磷池。本方法首次將灘涂微藻用于高鹽廢水處理，具有綠色環(huán)保、成本低廉、技術要求低的特點，解決了傳統(tǒng)生物法除磷效率低、系統(tǒng)運行不穩(wěn)定的問題，能夠為高鹽廢水除磷提供新的技術思路。

技術研發(fā)人員：桂青,徐峰,董錦云,鞏朝,李楊,韓陽,鄧聞楊
受保護的技術使用者：上?？睖y設計研究院有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2025/1/6