[发明专利]一种硅藻土动态膜分离浓缩微藻的方法及其应用

说明书

本发明涉及一种硅藻土动态膜分离浓缩微藻的方法，包括：称取硅藻土对动态膜进行预涂；将预涂好的动态膜放入预定浓度的藻液中；调节藻液pH、过滤温度，进行分离浓缩以获得浓缩藻液；上述步骤中硅藻土的用量为15‑35g/L，藻液的pH为3‑9，过滤温度为15～35℃；优选上述藻液为净化养殖废水的微藻，净化养殖废水的步骤包括：将微藻接种于养殖废水体系中培养预定时间后收割，获得待回收的藻液。本发明通过对硅藻土动态膜分离浓缩微藻的工艺条件进行优化，使其分离浓缩效果最佳，减少了动态膜的污染；且可采用微藻处理养殖废水，使废水中氮磷营养盐能够循环利用，这对于微藻在养殖废水资源化利用过程有着非常重要的现实意义。

技术领域

本发明涉及微藻处理技术领域，尤其涉及一种硅藻土动态膜分离浓缩微藻的方法及其在污水处理领域的应用。

背景技术

养殖废水导致的水生态环境问题引起广泛关注。传统的水产养殖废水处理应用较多的是以生物膜法为主的污水处理工艺。虽然该类传统工艺能有效地去除悬浮物和有机物，仍存在处理成本高、氮磷化合物去除效果低等问题。

微藻具有低成本高效净化废水的潜能。将微藻和养殖废水处理相结合，能够有效利用废水中的氮、磷等营养成分，降低生产成本，同时生产出的高价值的藻类生物质。尽管如此，藻体回收利用却是微藻处理养殖废水资源化过程中一个主要瓶颈。动态膜因其具有通量大、抗污染能力强等优点可被用于微藻分离过程，并且具有出水水质好、处理设施自动化、完全截留藻细胞等优点。然而，由于动态膜的操作受到诸多因素(包括硅藻土的投加量、pH、操作温度等)的限制，优化和推广能够提高硅藻土动态膜分离浓缩微藻净化养殖废水过程中的方法成为广大污水处理工作者迫切需要面临的一项任务。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中的不足，提供一种硅藻土动态膜分离浓缩微藻的方法及其在污水处理领域的应用，特别是用于养殖废水净化(例如水产养殖废水净化)中，该方法既能提高微藻分离浓缩效率，又能减少硅藻土动态膜的跨膜压差增加，对于微藻和动态膜在膜处理技术应用中有着非常重要的现实意义。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：

本发明的第一个方面是提供一种硅藻土动态膜分离浓缩微藻的方法，其包括如下步骤：

步骤1)称取预定量的硅藻土对动态膜进行预涂，使动态膜的涂膜厚度到达预定厚度；

步骤2)调节待回收的微藻至预定浓度，将步骤1)中预涂好的动态膜放入预定浓度的藻液中；

步骤3)调节藻液pH至预定值，调节藻液的过滤温度至预定值，对藻液进行分离浓缩以获得浓缩藻液；

其中，所述步骤1)中硅藻土的用量为15-35g/L，所述步骤3)中藻液的pH为3-9，过滤温度为15～35℃。

为了进一步优化上述方法，本发明采取的技术措施还包括：

进一步地，所述步骤1)中动态膜的涂膜厚度为2-5mm；所述步骤2)中藻液的浓度为OD₆₈₀ 0.5-0.6。更进一步地，所述步骤1)中动态膜的涂膜厚度为2.5-4mm；所述步骤2)中藻液的浓度为OD₆₈₀ 0.55。其中，步骤2)中的藻液浓度如果过高会快速引起跨膜压差的增加，而藻液浓度如果过低使得浓缩时间加剧，上述藻液的浓度是经过优化后最适宜采用动态膜进行处理的浓度。

进一步地，所述步骤1)中动态膜的预涂过程采用动态膜支撑组件和蠕动泵，所述蠕动泵的转速为80～120转/min；所述步骤3)中分离浓缩步骤蠕动泵的转速为7～15转/min。更进一步地，所述动态膜支撑组件的结构具体如下：烧结聚乙烯过滤管(PE)，材质为200-300目，能承受较高的过滤压力，无毒无味，对酸碱溶剂具有良好的抗腐蚀性能，预涂过程蠕动泵的转速为90～110转/min，分离浓缩步骤蠕动泵的转速为9～12转/min。