[發(fā)明專利]一種污水處理過程中合成藻酸鹽的方法以及設(shè)備

有效

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• 申請日: 2016-03-31
• 公開（公告）號: CN105693031B
• 公開（公告）日: 2018-09-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 曹達啟;郝曉地;王振;胡沅勝
• 申請（專利權(quán)）人: 北京建筑大學(xué)
• 主分類號: C02F9/14
• 分類號: C02F9/14;C08B37/04;C02F101/30;C02F1/44
• 代理公司: 北京易正達專利代理有限公司 11518
• 代理人: 陳桂蘭

本發(fā)明涉及一種污水處理過程中合成藻酸鹽的方法和設(shè)備，其中：方法包括以下步驟：S1：將污水排放至微生物反應(yīng)器中，在適宜的環(huán)境條件下，經(jīng)微生物的新陳代謝作用，有機污染物被降解，并且微生物分泌藻酸鹽；S2：含有大量藻酸鹽的微生物反應(yīng)器中的泥水，流入至堿洗溶解反應(yīng)器中；S3：含有可溶性藻酸鹽的堿洗溶解反應(yīng)器中的泥水，流入至超濾膜組件中，溶解性藻酸鹽溶液經(jīng)超濾膜組件分離后，出水作為中水回收利用，而藻酸鹽溶液被濃縮，進入后續(xù)藻酸鹽提取工藝中。本發(fā)明的有益效果在于，提供一種污水處理過程中合成藻酸鹽的方法和設(shè)備，在實現(xiàn)污水凈化的同時，不僅回收中水資源，而且生產(chǎn)藻酸鹽。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種污水處理過程中合成藻酸鹽的方法及設(shè)備

背景技術(shù)

藻酸鹽(Alginate)又名褐藻酸鹽、海帶膠、褐藻膠、海藻酸鹽，通常源自大型海生褐藻植物；可從中提取出天然多糖碳水化合物，如，海藻酸：(C₆H₇O₆H)n及其鹽類。近年來一些研究發(fā)現(xiàn)，藻酸鹽除天然源自海帶、巨藻等褐藻之外，自然界中有兩大類細菌即假單胞菌屬(Pseudomonas)和固氮菌屬(Azotobacter)的細菌也能夠生物合成藻酸鹽。甚至，一些淡水微藻亦有可能生物合成藻酸鹽。

藻酸鹽作為一種高價值的生物聚合物，在食品、醫(yī)藥衛(wèi)生、日用化學(xué)品、紡織以及生物技術(shù)等領(lǐng)域，具有廣泛的應(yīng)用和極高的經(jīng)濟價值。針對本專利所涉及的污水處理領(lǐng)域，藻酸鹽亦有廣泛的應(yīng)用。其分子結(jié)構(gòu)中含有大量羧酸基、羥基等極性基團，它們可與重金屬離子結(jié)合，從而將重金屬從污/廢水中有效分離。亦可以作為良好的水處理絮凝劑和細胞固定化載體材料。因其對人體及皮膚無毒、無刺激，易生物降解，可以稱之為一種綠色、可持續(xù)高分子材料。

目前，藻酸鹽的生產(chǎn)主要從海帶、巨藻等海洋褐藻中提取，但其生產(chǎn)成本高，藻酸鹽成份不可調(diào)控、易受季節(jié)影響，且其生產(chǎn)廢水容易對環(huán)境造成污染。而且，利用假單胞菌屬和固氮菌屬細菌生物合成藻酸鹽，純種培養(yǎng)這兩類細菌，需要消耗大量的有機營養(yǎng)生產(chǎn)原料，這使得生產(chǎn)成本大幅度提高。據(jù)統(tǒng)計，每生產(chǎn)1噸藻膠及碘等產(chǎn)品需要1200多噸淡水和大量煤炭、酸、堿等，所產(chǎn)生的廢水很難回收利用，大部分都直接排放。

在生產(chǎn)藻酸鈉的工藝中，將排放大量的生產(chǎn)廢水，其中含有糖膠、色素、纖維素等有機物，以及大量的雜質(zhì)離子(如Na⁺、Ca²⁺、CI^-等)。如果排放前不采用任何工藝處理，會對海洋環(huán)境造成危害，引起海水水質(zhì)惡化。這些因素導(dǎo)致傳統(tǒng)藻酸鹽生產(chǎn)工藝的進一步推廣應(yīng)用，面臨瓶頸問題。有介于此，研究開發(fā)人員嘗試利用假單胞菌屬和固氮菌屬細菌生物合成藻酸鹽。以續(xù)批式發(fā)酵和連續(xù)培養(yǎng)生產(chǎn)工藝方式，通過生物工程技術(shù)調(diào)控細菌產(chǎn)藻酸鹽的特性，優(yōu)化培養(yǎng)條件，穩(wěn)定產(chǎn)膠能力；從而，生物合成各種具有特定結(jié)構(gòu)性能的藻酸鹽。然而，純種培養(yǎng)這兩類細菌，需要消耗大量的有機營養(yǎng)生產(chǎn)原料，這使得生產(chǎn)成本大幅度提高。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，本發(fā)明的主要目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明提供一種污水處理過程中合成藻酸鹽的方法和設(shè)備，在實現(xiàn)污水凈化的同時，不僅回收中水資源，而且生產(chǎn)藻酸鹽。

本發(fā)明提供了一種污水處理過程中合成藻酸鹽的方法，包括以下步驟：

S1：將污水排放至微生物反應(yīng)器中，在適宜的環(huán)境條件下，經(jīng)微生物的新陳代謝作用，有機污染物被降解，并且微生物分泌藻酸鹽；

S2：含有大量藻酸鹽的微生物反應(yīng)器中的泥水，流入至堿洗溶解反應(yīng)器中；

S3：含有可溶性藻酸鹽的堿洗溶解反應(yīng)器中的泥水，流入至超濾膜組件中，溶解性藻酸鹽溶液經(jīng)超濾膜組件分離后，出水作為中水回收利用，而藻酸鹽溶液被濃縮，進入后續(xù)藻酸鹽提取工藝中。