以珊藻为媒介处理并应用烟道气和生活废水的方法

摘要

本发明公开一种以珊藻为媒介处理并应用烟道气和生活废水的方法，通过珊藻的培养、珊藻的浓缩、浓缩液预处理、油脂的分离、湿粕的利用、混合油的提纯、酸催化预酯化处理、碱催化转酯处理以及磷脂的去除等步骤，以珊藻为媒介处理并应用烟道气和生活废水的方法，使用具有脱氮除磷效果且油脂含量高的珊藻作为培养微藻，耦合微藻培养系统，以燃煤电厂的烟道气、生活污水的二级出水为基质培养藻细胞，不需消耗大量的碳源、淡水资源和无机营养盐，可极大节省成本；同时，通过膜分离和浓藻液回流的方式可实现反应器内部微藻的高密度连续培养，也在工艺流程上考虑了收获后藻细胞的充分利用。

主权项

一种以珊藻为媒介处理并应用烟道气和生活废水的方法，其特征在于，包括以下工艺步骤：S1、珊藻的培养：在污水处理厂二沉池之后构建珊藻光生物反应器，选择高含油的具有脱氮除磷效果的珊藻藻种接种于珊藻光生物反应器，以二级处理生活污水为培养基培养珊藻，同时向珊藻光生物反应器中通入燃煤电厂烟道气及空气的混合气体，烟道气与空气的混合比例为2:1；所述光生物反应器为开放式光生物反应器，白天的工作时间利用自然光源，夜晚的工作时间利用人工光源，混合气体以分段通气方式通入光生物反应器内；烟道气由每个塔段下部的气体入口进入光生物反应器壳体，通过塔段的每层塔板立体传质，供给珊藻生长原料，解析珊藻产生的氧气，最后经塔段上部的尾气出口排出；含有珊藻种的水从光生物反应器最顶部的液体入口加入，错流流过每层塔板，含珊藻种的液体从升气管底部通过升气管和帽罩的夹缝流到升气管顶部与升气管内流入的烟道气混合、提升、搅拌，然后从帽罩孔喷出，实现气液立体传质，在光照下，珊藻得到生活污水中的氮源、磷源以及烟道气中的碳源，发生光合作用得到生长，具体的光合作用反应式为：得到生长后的珊藻液大部分通过分离分出作为生物原料，少部分珊藻液加入养料和水后再次循环回光生物反应器最顶部的液体入口；S2、珊藻的浓缩：在反应器之后通过膜分离截留藻细胞以获得低氮磷含量的清水，同时通过浓藻液的回流实现反应器内藻细胞的高密度培养；S3、浓缩液预处理：达标后的浓藻液首先打入搅拌釜中进行细胞粉碎处理，粉碎后的浓缩液进入烘箱内烘烤成待提取油料，以去除无用湿质量，提高后期处理效率；S4、油脂的分离：待提取油料由输送机送入浸出器，选用正己烷作为溶剂，运用湿法萃取方式进行油脂的浸出，得到浓混合油和湿粕，所述浸出器为料层高、混合油浓度高、混合油含粕末少的平转浸出器；S5、湿粕的利用：将反应后的湿粕导入分离器中进行固液分离，旋干的到的固体粕干用水解酶水解后用于珊藻的培养或者用于化肥原料进行加工；分离后得到的溶剂以有机溶剂的形式进行回收；S6、混合油的提纯：在S4中产生的混合油过滤除渣后，进行第一次蒸发，除去有机溶剂，得到初级珊藻油，初级珊藻油再经过第二次蒸发除去少量水份，最终得到质量较好，品质较高的珊藻油；S7、酸催化预酯化处理：将品质较高的珊藻油以及无水甲醇打入温度为65摄氏度的恒温反应釜中，所述恒温反应釜为带四个搅拌桨叶的搅拌釜，搅拌釜连续式搅拌作业，搅拌桨叶的搅拌转速为150~180r/min，珊藻油与无水甲醇的物质的量比值为2:1~4:1，采用浓硫酸作为酸催化剂；S8、碱催化转酯处理：预酯化后的油脂预热后进入缓冲罐，再加热至反应温度，进入反应精馏反应器，同时向反应精馏反应器中加入带催化剂的无水甲醇，所述催化剂为甲醇钾固体颗粒与氧化钙固体颗粒，油脂与无水甲醇的物质的量比值为1:8~1:12；所述催化剂质量占油脂质量的3%~5%；经充分反应后，轻组分回流，循环利用，重组分降温后，进入倾析器，脂肪酸甲酯与甘油分离，得到主产品脂肪酸甲酯；S9、磷脂的去除：将酯化反应后的脂肪酸甲酯导入真空搅拌器中，并向真空搅拌器中加入硅胶和活性白土，在75摄氏度，搅拌转速为200~250r/min的条件下搅拌反应2h，再通过离心机离心除去吸附剂，回收生物柴油成品。