[發(fā)明專利]用于超臨界水處理的微藻固碳及能源化利用系統(tǒng)及方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010168140.5
• 申請(qǐng)日: 2020-03-11
• 公開（公告）號(hào): CN111235022A
• 公開（公告）日: 2020-06-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王樹眾;宋文瀚;郭洋;李艷輝;楊闖;張熠姝;徐甜甜
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)
• 主分類號(hào): C12M1/34
• 分類號(hào): C12M1/34;C12M1/00;B01D53/62;B01D53/84
• 代理公司: 西安智大知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 61215
• 代理人: 段俊濤

一種用于超臨界水處理的微藻固碳及能源化利用系統(tǒng)，包括依次連接的：物料儲(chǔ)罐，提供超臨界水處理原料；超臨界水處理系統(tǒng)，以物料儲(chǔ)罐提供的原料進(jìn)行超臨界水處理反應(yīng)；微藻培養(yǎng)系統(tǒng)，以超臨界水處理系統(tǒng)反應(yīng)所得廢氣和廢水進(jìn)行微藻培養(yǎng)；微藻收集系統(tǒng)，收集微藻培養(yǎng)系統(tǒng)培養(yǎng)的微藻；微藻亞/超臨界水轉(zhuǎn)化系統(tǒng)，以微藻收集系統(tǒng)的濃縮液為原料進(jìn)行微藻亞/超臨界水轉(zhuǎn)化。通過在各連接管路上設(shè)置閥門，在功能系統(tǒng)上設(shè)置控制儀表，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了對(duì)微藻固碳及能源化利用的控制，不僅能高效捕集二氧化碳，也能充分利用超臨界水處理系統(tǒng)的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和鹽類，在實(shí)現(xiàn)超臨界水處理產(chǎn)物的無害化處理和資源化利用的同時(shí)，大幅降低超臨界水處理和微藻培養(yǎng)的成本。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于超臨界水處理技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種用于超臨界水處理的微藻固碳及能源化利用系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)水平的高速發(fā)展和人口數(shù)量的大幅增長(zhǎng)，產(chǎn)生了很多難處理的污染物，如污泥、有機(jī)物等各類漿體，嚴(yán)重危害生態(tài)環(huán)境。以極難處理的城鎮(zhèn)污泥和工業(yè)污泥為例，據(jù)統(tǒng)計(jì)，每年全國(guó)僅上述兩種污泥總產(chǎn)量已超7000萬噸(含水率80％)。污泥中還含有諸多鹽類、重金屬、難降解的有毒有機(jī)污染物、細(xì)菌及寄生蟲卵等病原生物體，普遍具有惡臭氣味，會(huì)造成污泥堆放處的空氣、水、土壤的嚴(yán)重污染。而常規(guī)方法，如濃縮、脫水、填埋、堆肥、焚燒等處理方法無法對(duì)其實(shí)現(xiàn)徹底的無害化。隨著我國(guó)對(duì)環(huán)保問題的越發(fā)重視，對(duì)污染物的無害化處理和資源化利用已經(jīng)迫在眉睫。

國(guó)內(nèi)外研究及部分工業(yè)實(shí)踐已經(jīng)證明，利用超臨界水(指溫度和壓力分別高于374.15℃、22.12MPa的特殊狀態(tài)水)的獨(dú)特性質(zhì)，完全溶解在超臨界水中的污泥有機(jī)質(zhì)與氧化劑發(fā)生快速、徹底的均相反應(yīng)，有機(jī)物中的碳元素轉(zhuǎn)化成二氧化碳，氮元素絕大多數(shù)轉(zhuǎn)化成氮?dú)猓取⒘颉⒘椎仍貏t轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的無機(jī)鹽，實(shí)現(xiàn)污泥的徹底無害化處理及資源化利用。

然而，超臨界水處理系統(tǒng)是一種連續(xù)運(yùn)行的高溫高壓系統(tǒng)，成本較高，嚴(yán)重制約了此先進(jìn)技術(shù)的大規(guī)模推廣和應(yīng)用。通過對(duì)超臨界水處理系統(tǒng)的研究，我們發(fā)現(xiàn)超臨界水處理系統(tǒng)產(chǎn)生的廢氣主要成分是二氧化碳，產(chǎn)生的廢水其主要成分是部分難降解有機(jī)物，產(chǎn)生的廢渣其主要成分是金屬鹽類。而微藻具有生長(zhǎng)速度快、固碳能力強(qiáng)、光合作用效率高、能源產(chǎn)品產(chǎn)率高等諸多優(yōu)點(diǎn)，但由于其生長(zhǎng)需要大量的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和鹽類，所以其培養(yǎng)成本高昂，嚴(yán)重制約其大規(guī)模的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種用于超臨界水處理的微藻固碳及能源化利用系統(tǒng)及方法，以期實(shí)現(xiàn)污染物的無害化處理和資源化利用。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種用于超臨界水處理的微藻固碳及能源化利用系統(tǒng)，包括依次連接的：

物料儲(chǔ)罐1，提供超臨界水處理原料；

超臨界水處理系統(tǒng)2，以物料儲(chǔ)罐1提供的原料進(jìn)行超臨界水處理反應(yīng)；

微藻培養(yǎng)系統(tǒng)3，以超臨界水處理系統(tǒng)2反應(yīng)所得廢氣和廢水進(jìn)行微藻培養(yǎng)；

微藻收集系統(tǒng)4，收集所述微藻培養(yǎng)系統(tǒng)3培養(yǎng)的微藻；

微藻亞/超臨界水轉(zhuǎn)化系統(tǒng)5，以微藻收集系統(tǒng)4的濃縮液為原料進(jìn)行微藻亞/超臨界水轉(zhuǎn)化。