本发明属于废水处理，涉及一种一体化无传送带微藻旋转式生物膜-膜生物反应器。
背景技术：
1、微藻能够通过光合作用有效利用废水中的营养物质并转化为生物质，产生有价值的脂质、碳水化合物、蛋白质、色素等，然后来开发生物燃料和生物化学品，同时实现废水中氮磷营养物等的脱除。与传统的植物相比，微藻具有光合效率高、固定co2和生长速度快的优点，在废水处理、生物质能源、co2固定方面具有巨大潜力。
2、鉴于微藻的自身优点，微藻在废水处理领域引起广泛的关注。然而废水具有高浊度、高色度、高盐度、高氨氮的异质性，其高浊度和高色度会大大降低光的透光率，进而影响微藻的光合作用，利用其培养微藻具有较大的挑战性。同时，微藻的细胞密度小，往往悬浮于水中，给微藻的收获带来了极大的难度，传统絮凝沉淀、离心分离、过滤等收获方式通常耗时耗力，这也是制约微藻净化废水的关键因素。采用微藻生物膜培养方式可以使微藻长期或者间歇地暴露在空气中，由于光照直接作用于藻细胞，悬浮培养中普遍存在的光穿透问题也在微藻生物膜培养系统中得到了很大的缓解。同时微藻附着在生物膜载体上生长可通过简单的刮取收获微藻，突破了悬浮培养中收获采集困难的问题。但是在微藻附着生长过程中，生物膜可能会脱落导致部分微藻悬浮于反应器中，影响出水水质的稳定性。因此，目前还缺乏经济高效的培养方法。
3、在现有微藻处理废水技术中，污水的高浊度和高色度会大大降低光的透光率，进而影响微藻的光合作用。培养后产生的藻液浓度较低且微藻细胞处于个体悬浮的状态，给微藻的收获带来了极大的难度，传统絮凝沉淀、离心分离、过滤等操作通常耗时耗力，且较为昂贵，使系统的整体经济效益进一步降低。例如，中国发明专利申请“一种水环境修复装置及工艺”(cn115159771a)：实现了通过垂直分布的筒状和饼状微藻生物膜进行微藻双面培养，内置转轴，以旋转的方式，增大微藻对光照的利用率，为微藻生长提供所需的光环境，使其利用富营养化的水体中的n、p等营养性物质大量生长繁殖，可以大大降低后续生化系统的负荷，减少生化系统产泥量，降低系统成本。但是该装置不容易收获且微藻培养反应器较复杂。再如中国实用新型专利申请“一种传送带式菌藻旋转生物膜反应器”(cn208151054u)：通过将藻细胞附着于贴壁材料，并固定在立式传送带装置上，旋转于营养物质丰富的废水和富含co2的空气中,微藻膜长至一定厚度时经刮刀采收当作微藻肥料，能降低微藻采收成本和提高经济效益。但是，微藻在生长过程中，生物膜容易脱落，导致系统中出水水质不稳定。
技术实现思路
1、针对上述技术问题，本发明的目的是提供一种一体化无传送带微藻旋转式生物膜-膜生物反应器，利用废水中的营养物质，为微藻的生长提供良好的环境，同时最大限度的净化废水。可以为微藻生长提供良好的生长环境，可充分利用废水中的n、p等营养物质进行生长，同时可以更方便的收获和提高出水水质。
2、为了实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
3、一种一体化无传送带微藻旋转生物膜-膜生物反应器，包括驱动滚轮1、固定架2、刮板3、微藻收集槽4、反应池5、培养室曝气管6、下滚筒7、隔板9、气泵10、反应室曝气管12、膜组件13、蠕动泵15、微藻生物膜载体带16、低速电机18和上滚筒19。
4、所述隔板9通过卡槽可拆卸地安装在反应池5的中部，将反应池5由左至右分隔为膜生物反应室和微藻旋转生物膜培养室。
5、所述固定架2固接在微藻旋转生物膜培养室内；所述下滚筒7通过下滚筒轴8安装在固定架2的左端下部，所述上滚筒19通过上滚筒轴20安装在固定架2的右端上部；所述微藻生物膜载体带16倾斜地缠绕在下滚筒7和上滚筒19上，作业时，微藻生物膜载体带16的中下部浸没在藻液和废水的混合液中，其他部分暴露在空气中；所述低速电机18固接在固定架2的右端上部，所述驱动滚轮1固接在低速电机18的动力输出轴上，驱动滚轮1与上滚筒19外侧的藻生物膜载体带16紧密接触，通过摩擦力带动微藻生物膜载体带16旋转。
6、所述刮板3竖直且安装位置可调地固接在固定架2上，位于上滚筒19的下方，并与微藻生物膜载体带16间隔一定距离；所述微藻收集槽4固接在刮板3的右侧，随着微藻生物膜载体带16的转动的附着在微藻生物膜载体带16上并累积到一定厚度的微藻生物被刮板3刮落至微藻收集槽4中。
7、所述培养室曝气管6和反应室曝气管12安装在反应池5的底板上，培养室曝气管6位于微藻旋转生物膜培养室内，反应室曝气管12位于膜生物反应室内，所述气泵10通过进气管11分别与培养室曝气管6和反应室曝气管12连接。
8、所述膜组件13通过卡槽可拆卸地安装在膜生物反应室内；所述蠕动泵15通过出水管14与膜组件13连接。
9、所述微藻生物膜载体带16为如下柔性材料中的一种：尼龙布、棉布、帆布、麻布、涤纶。
10、所述膜组件13为平板陶瓷膜或中空纤维膜。
11、所述低速电机18为变频电动机，通过改变微藻生物膜载体带16的转速，进而改变微藻生长过程中的气液交换频率。
12、所述膜组件13的膜的材质为聚偏二氟乙烯、聚丙烯腈、聚醚砜、乙酸纤维素、聚砜、聚酰胺、纤维素酯或再生纤维素。
13、所述膜组件13的膜的孔径为0.05～0.2μm。
14、所述反应池5的材质为透明亚克力；规格为长600×宽300×高150mm。
15、所述反应池5的底部设有出液口17。
16、所述微藻收集槽4的右端设有排藻口。
17、所述培养室曝气管6和反应室曝气管12呈蛇形分布。
18、所述藻液中的微藻为小球藻、栅藻、杜氏盐藻中的一种或几种；所述废水为市政废水、沼液、畜禽废水、乳制品废水、垃圾渗透液、印刷废水中的一种或几种。
19、一种一体化无传送带微藻旋转生物膜-膜生物反应器的控制方法，包括如下步骤：
20、s1、将微藻旋转生物膜-膜生物反应器的所有组件浸入naclo中24小时；消毒后，使用清洁水至少清洁组件三次；
21、s2、向反应池5的微藻旋转生物膜培养室内加入藻液和废水，液面高度保持在80～100mm，使微藻生物膜载体带16的中下部浸没在藻液和废水的混合液中，其他部分暴露在空气中，通过气泵10和培养室曝气管6向反应池5的微藻旋转生物膜培养室内曝气，开始微藻的培养；培养温度为20～25℃，采用led灯给反应池5提供光照，光强为4000～8000lux，并定期向反应池5的微藻旋转生物膜培养室内补加水；培养过程中通过低速电机18驱动微藻生物膜载体带16旋转，微藻吸附在微藻生物膜载体带16上不断生长，间歇性地使微藻与空气-co2和培养液养分进行接触进行气液交换，随着微藻生物膜载体带16的转动的附着在微藻生物膜载体带16上并累积到一定厚度的微藻生物被刮板3刮落至微藻收集槽4中；同时废水中大部分的n、p、cod、重金属、抗生素被去除；
22、s3、培养一定时间后，打开中间隔板9，使处理后的废水从微藻旋转生物膜培养室流到膜生物反应室；通过气泵10和反应室曝气管12向膜生物反应室内曝气；经过膜组件3过滤之后，废水中n、p、cod、重金属、抗生素被进一步去除，并且悬浮在废水中的微藻被拦截；最后通过蠕动泵15将废水排出。
23、与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
24、本发明将微藻生物膜附着培养和膜法浓缩培养技术相结合，对利用高浊度的废水培养微藻时有更好的微藻收获、废水净化效果，提高了出水水质，增强了对n、p等养分的吸收。
25、本发明的旋转式微藻生物膜培养系统结构简单，易操作，设备调节灵活、采用透明的培养装置，进行三面布光，以旋转的方式，增加了微藻的光照射，为微藻生长提供充足的光照条件，增强了光合作用。
26、通过滚轮与生物膜载体之间的摩擦力带动生物膜载体的运转，减少了生物膜载体固定或黏附的操作，同时生物膜载体方便更换。
1.一种一体化无传送带微藻旋转生物膜-膜生物反应器，其特征在于，所述一体化无传送带微藻旋转生物膜-膜生物反应器包括驱动滚轮(1)、固定架(2)、刮板(3)、微藻收集槽(4)、反应池(5)、培养室曝气管(6)、下滚筒(7)、隔板(9)、气泵(10)、反应室曝气管(12)、膜组件(13)、蠕动泵(15)、微藻生物膜载体带(16)、低速电机(18)和上滚筒(19)；
2.根据权利要求1所述的一体化无传送带微藻旋转生物膜-膜生物反应器，其特征在于，所述低速电机(18)为变频电动机，通过改变微藻生物膜载体带(16)的转速，进而改变微藻生长过程中的气液交换频率。
3.根据权利要求1所述的一体化无传送带微藻旋转生物膜-膜生物反应器，其特征在于，所述膜组件(13)的膜的材质为聚偏二氟乙烯、聚丙烯腈、聚醚砜、乙酸纤维素、聚砜、聚酰胺、纤维素酯或再生纤维素。
4.根据权利要求1所述的一体化无传送带微藻旋转生物膜-膜生物反应器，其特征在于，所述膜组件(13)的膜的孔径为0.05～0.2μm。
5.根据权利要求1所述的一体化无传送带微藻旋转生物膜-膜生物反应器，其特征在于，所述反应池(5)的材质为透明亚克力；规格为长600×宽300×高150mm。
6.根据权利要求1所述的一体化无传送带微藻旋转生物膜-膜生物反应器，其特征在于，所述反应池(5)的底部设有出液口(17)。
7.根据权利要求1所述的一体化无传送带微藻旋转生物膜-膜生物反应器，其特征在于，所述微藻收集槽(4)的右端设有排藻口。
8.根据权利要求1所述的一体化无传送带微藻旋转生物膜-膜生物反应器，其特征在于，所述培养室曝气管(6)和反应室曝气管(12)呈蛇形分布。
9.根据权利要求1所述的一体化无传送带微藻旋转生物膜-膜生物反应器，其特征在于，所述藻液中的微藻为小球藻、栅藻、杜氏盐藻中的一种或几种；所述废水为市政废水、沼液、畜禽废水、乳制品废水、垃圾渗透液、印刷废水中的一种或几种。
10.一种如权利要求1-9任一项所述的一体化无传送带微藻旋转生物膜-膜生物反应器的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括如下步骤：
