[發明專利]一種利用二甲醚提取藻泥中磷酸酯的方法

在審

• 申請號: 202010411570.5
• 申請日: 2020-05-15
• 公開（公告）號: CN111560035A
• 公開（公告）日: 2020-08-21
• 發明（設計）人: 朱偉;李卓;王辰宇;牟彪;陳樂;陳思鵬
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: C07F9/10
• 分類號: C07F9/10;C02F11/00;C02F11/147;B01D11/00
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 曹翠珍

本發明涉及了一種利用二甲醚提取藻泥中磷酸酯的方法，將藍藻打撈后形成的藻泥置于反應釜中，通過空壓泵將DME轉變為液態后，通過調整反應釜反應參數，調整DME極性與磷酸酯一致，實現對磷酸酯的溶解。將混合物固液分離，其中固相為脫水藻泥，含水率降至40%，滿足后續填埋焚燒要求；分離所得液相產物，通過常溫減壓將液態DME轉化為氣態后收集重復使用，剩余的液相產物富含磷酸酯，進一步提取磷元素，從而達到藻泥減量化，資源化利用的目的。

技術領域

本發明屬于資源環境領域，具體涉及一種利用態二甲醚(DME)對有機物的溶解特性，溶解藻泥中的磷酸酯從而萃取磷元素的方法。

背景技術

藍藻是一種水生生物，分為四種：藍球藻（Basketballalgae）；顫藍藻細胞藻（Oscillatoriasp）；念珠藻（Nostoc）；發菜（Seaweed）。在湖水遭到嚴重有機污染，氮、磷含量超標呈重富營養化狀態下，再遇上適宜的溫度（氣溫在18℃左右）等條件，藍藻就可能爆發瘋長。藍藻其實呈綠顏色，大量浮藻覆蓋在水面上像一層粘糊糊的“綠油漆”，專家們為它取了個靚麗的名稱——藍藻水華。藍藻爆發時，水中的溶解氧被藍藻大量消耗，魚類等其他水生生物因缺氧而死亡，水體不僅變了顏色，還有臭味。長期如此，湖泊失去了功能，成為死湖。藍藻治理的基本指導思想是：盡量控制外源性營養物質輸入；削減內源性營養物質的負荷；水化爆發前后應急除藻抑藻。我國目前對于藍藻的主要應急治理方法是藍藻打撈，打撈后的藍藻進入藻水分離站，通過絮凝脫水之后形成藻泥，脫水后的藻泥含水率仍達到89～95%，且富含氮、磷等營養元素。目前常用的藻泥處置方式為填埋、堆肥、發酵和干化等。

在我國，每年若從湖中獲取5000t藻類，相當于從湖泊中出去525t氮和62t磷，因此對于藍藻而言，其本身也是一種自然資源。其中，磷元素回收是目前國內較為關注的方向。DME溶脫技術是一種新興技術，目前在煤炭、污泥脫水等領域有初步嘗試，如，Hideki Kanda等人的Simple extraction method of green crude from natural blue-greenmicroalgae by dimethyl ether 《Fuel90（2011）1264-1266》提供了二甲醚從藍綠微藻中萃取綠色原油的簡單萃取方法。Manuel C.Bauer等人的The use of dimethyl ether asan organic extraction solvent for biomass applications in futurebiorefineries: A user-oriented review提供了二甲醚作為生物質有機萃取溶劑在生物煉制的應用。

但關于采用DME從藻泥中萃取磷的方法，尚無文獻公開。

發明內容

為了克服現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種利用二甲醚提取藻泥中磷酸酯的方法，通過調整反應參數對液態DME的極性進行調整，實現對藻泥中的磷酸酯的選擇性溶解，讓其轉而賦存于萃取液相混合物中，進而進一步提取磷元素，從而達到藻泥減量化，資源化利用的目的。而液相混合物中的DME通過減壓后轉化為氣態，再次加壓液化后可循環使用，大大降低了二甲醚溶劑的使用損耗。

本發明是通過以下技術方案實現的：

一種利用二甲醚提取藻泥中磷酸酯的方法，包括以下步驟：

步驟(1)、將藻泥置于反應釜中，通過空壓泵將DME轉變為液態后，壓入反應釜與藻泥混合均勻，采用DME溶解藻泥的磷酸酯；

二甲醚（DME）化學式是：H₃COCH₃，熔點-138.5℃，沸點-23℃，水溶性328 g/100 mL （20℃），具有優良的混溶性，能同大多數極性和非極性有機溶劑混溶。在常溫、常壓下為無色、無味、無臭氣體，在壓力下為液體。該步驟中，采用空壓泵將氣態DME轉變為液態。