[發明專利]一種基于微藻及其水熱液化生物炭的污水強化處理方法

在審

• 申請號: 202010210942.8
• 申請日: 2020-03-24
• 公開（公告）號: CN111484191A
• 公開（公告）日: 2020-08-04
• 發明（設計）人: 何志霞;臺穎娣;張波;王裕博
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: C02F9/14
• 分類號: C02F9/14;C02F3/32;C02F1/28;C02F1/48;C10G1/00;B01J20/20;B01J20/28;B01J20/30
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本發明公開了一種基于微藻及其水熱液化生物炭的污水強化處理方法，利用低脂藻與待凈化污水共同養殖，完成對污水的一次凈化；對養殖的低脂藻進行水熱液化獲得生物炭，對生物炭采用同步活化?磁化法進行處理，形成具有高吸附性能的磁性復合材料；將磁性復合材料用于對一次凈化后的污水進行二次凈化。本發明利用低脂藻及其固相產物對污水進行分段凈化，實現對污水的深層凈化。

技術領域

本發明屬于環境修復與污水處理領域，具體涉及一種基于微藻及其水熱液化生物炭的污水強化處理方法。

背景技術

隨著社會經濟的不斷發展及人類對一些化學用品的濫用，富含氮磷、重金屬及抗生素的污水不斷產生，而富含這幾類污染物的污水利用傳統的生物處理工藝較難處理，且存在二次污染等問題。微藻作為一種可快速繁殖的光合自養型生物，可以用來去除污水中富集的氮、磷等營養物質，并以有機物的形式將其儲存在藻細胞中。同時，由于微藻具有吸收污水中重金屬的能力，利用微藻修復重金屬污染的水體已為眾多的研究證明具有高效、低耗、環保等特點。水熱液化是一種高效實用的生物質轉化手段,它能直接將含水量高的海藻、污泥、動物糞便等生物質原料高效轉化為生物油等液體燃料,具有無須干燥、節省能耗等優勢。水熱液化生物炭是生物質水熱液化過程中產生的固體殘渣，具有比表面積較低(10m²·g^-1),孔隙結構不發達等特點，這限制了水熱液化生物炭在環境修復領域方面的應用。

現有技術中雖然提出了利用微藻進行循環利用的系統，但是目前的主要技術方案是將養殖的微藻作為原料與污泥按比例配比后輸入水熱液化反應器，將水熱液化反應器熱解產物中的液相輸入到微藻養殖裝置，與污水按比例混合后作為微藻培育的原料，對污水凈化，避免液相中的碳氮磷元素的排放，但是本方法的缺點是對污水中COD(化學需氧量)的去除效果較差，且對水熱液化產物未能進行充分利用。

由現狀可知，目前污水處理方面并不具備綜合指數很高的處理方法，亟需進一步對污水處理方法進行研究完善。

發明內容

為了解決現有技術的不足，本發明提出了一種基于微藻及其水熱液化生物炭的污水強化處理方法，能夠更加充分有效地去除污水中的污染物并且提高過程的經濟性。

本發明所采用的技術方案如下：

一種基于微藻及其水熱液化生物炭的污水強化處理方法，利用低脂藻與待凈化污水共同養殖，完成對污水的一次凈化；對養殖的低脂藻進行水熱液化獲得生物炭，對生物炭采用同步活化-磁化法進行處理，形成具有高吸附性能的磁性復合材料；將磁性復合材料用于對一次凈化后的污水進行二次凈化。

進一步，一次凈化的過程為：將低脂藻種子液與預處理后的污水按比例混合后放入光生物反應器內進行養殖，利用絮凝沉降法收集養殖后的低脂藻并分離出一次凈化水；

進一步，獲得生物炭的方法為：對低脂藻進行水熱預處理，對水熱預處理后的低脂藻進行水熱液化并提取固相產物，干燥后獲得生物炭；

進一步，所述同步活化-磁化法的過程為：將生物炭進行研磨，并將質量比為5:1:5的生物炭、FeCl₃·6H₂O、ZnCl₂均勻混合在去離子水中獲得混合液，并對混合液進行活化處理獲得磁性復合材料。

進一步，二次凈化的方法為：將磁性復合材料與去離子水定容制得濃度為500mg/L的吸附劑儲備液，再將吸附劑儲備液與一次凈化后的污水以1:10的體積比進行混合，并在30℃溫度下以150轉/分鐘的速度振蕩24小時，確保達到吸附平衡，從而實現對污水的二次凈化。

進一步，利用磁性分離法對二次凈化中的磁性復合材料進行提取。

進一步，所述低脂藻包括螺旋藻、小球藻和柵藻。

本發明的有益效果：