[發明專利]一種深度處理藍藻等富營養化藻類并制取沼氣的工藝

在審

• 申請號: 202010847399.2
• 申請日: 2020-08-21
• 公開（公告）號: CN112079675A
• 公開（公告）日: 2020-12-15
• 發明（設計）人: 袁志文;陳棟;許波
• 申請（專利權）人: 上海耀嶸環保科技有限公司
• 主分類號: C05G5/20
• 分類號: C05G5/20;C05B17/00;A01G24/22;C12P5/02
• 代理公司: 上海匯齊專利代理事務所(普通合伙) 31364
• 代理人: 朱明福

本發明公開了一種深度處理藍藻等富營養化藻類并制取沼氣的工藝，包括以下步驟：S1、在特定溫度和壓力下，通過高壓氧氣和藍藻等藻類在液相中發生氧化反應，將藻類細胞中固態或者大分子有機碳化合物氧化成二氧化碳或者溶解性的小分子有機化合物，有機氮氧化分解為氨氮，實現藻類細胞徹底破壁以及藻毒素徹底無害化；S2、S3。無機泥餅富含磷肥，重量與原來藻類所形成的藻渣重量相比大大降低，可以作為營養土和磷肥原料再生利用；澄清液體富含小分子有機碳源物質，可生化性非常好，非常適合進行厭氧產沼處理，所產沼氣可以精制后出售或者發電，產沼后的氧化液經過常規的生化處理即可達標排放。

技術領域

本發明涉及富營養化藻類的無害化和資源化處理技術領域，尤其涉及一種深度處理藍藻并制取沼氣的工藝。

背景技術

水體富營養化是指在人類活動的影響下，生物所需的氮、磷等營養物質大量進入湖泊、河湖、海灣等緩流水體，引起藻類及其他浮游生物迅速繁殖，水體溶解氧量下降，水質惡化，魚類及其他生物大量死亡的現象。在自然條件下，湖泊也會從貧營養狀態過渡到富營養狀態，不過這種自然過程非常緩慢。而人為排放含營養物質的工業廢水和生活污水所引起的水體富營養化則可以在短時間內出現。水體出現富營養化現象時，浮游藻類大量繁殖，形成水華(淡水水體中藻類大量繁殖的一種自然生態現象)。因占優勢的浮游藻類的顏色不同，水面往往呈現藍色、紅色、棕色、乳白色等。這種現象在海洋中則叫做赤潮或紅潮。

富營養化會影響水體的水質，會造成水的透明度降低，使得陽光難以穿透水層，從而影響水中植物的光合作用，可能造成溶解氧的過飽和狀態。溶解氧的過飽和以及水中溶解氧少，都對水生動物有害，造成魚類大量死亡。同時，因為水體富營養化，水體表面生長著以藍藻、綠藻為優勢種的大量水藻，形成一層“綠色浮渣”，致使底層堆積的有機物質在厭氧條件分解產生的有害氣體和一些浮游生物產生的生物毒素也會傷害魚類。因富營養化水中含有硝酸鹽和亞硝酸鹽，人畜長期飲用這些物質含量超過一定標準的水，也會中毒致病。在形成“綠色浮渣”后，水下的藻類會因得不到陽光照射而呼吸水內氧氣，不能進行光合作用。水內氧氣會逐漸減少，水內生物也會因氧氣不足而死亡。死去的藻類和生物又會在水內進行氧化作用，這時水體也會變得很臭，水資源也會被污染的不可再用。

微囊藻是淡水中常見的一個藍菌的屬，是最常見的水華藍藻，廣泛分布于富營養湖泊，如滇池、太湖和巢湖。微囊藻可以漂浮在水面上，這導致它可以大量堆積，另一個特點是它富含蛋白質，特別是含硫蛋白，導致厭氧分解時，產生各種異味強烈的硫化物。其中包含會造成有害藻華的銅綠微囊藻，所產生的微囊藻毒素會導致肝臟、膽囊病變，產生非酒精性脂肪肝炎甚至肝癌。

微囊藻毒素在水中的溶解性大于1g/L，化學性質相當穩定。在水中藻毒素自然降解過程是十分緩慢的，當水中的含量為5μg/L時，三天后，僅10％被水體中微粒吸收，7％隨沙沉淀。藻毒素有很高的耐熱性，加熱煮沸都不能將毒素破壞，也不能將其去除；自來水處理工藝的混凝沉淀、過濾、加氯也不能將其去除。有研究報道，在某湖周圍3個自來水廠的出廠水中檢出低濃度的藻毒素(128～1400ng/L)，表明采用常規的飲水消毒處理不能完全消除水體中的藻毒素。

為避免水華藍藻等水藻對水體產生持續污染，需要及時將這些藻類從水體打撈去除，因此每年產生大量的藻類需要及時處理。在打撈和運輸過程中，為了減少運輸量，通常需要采用不同的方法將這些藻類進行脫水處理，形成含固率在10-20％左右的藻渣。這些藻渣的特點是體量大、含水率高、含有高氮磷、高COD以及高生物毒素含量。藻渣脫水困難，處理難度大，處理成本高，處理不當時對生態環境和人民健康都會產生極大危害。

本發明提供了一種低成本、可以資源化處理藍藻等富營養化藻類的方法。

發明內容

以藍藻為代表的富營養化藻類含有大量的藻毒素，含水率高，有機質含量高，易腐敗變質，對生態環境、人類和動植物健康造成嚴重危害，現有的處理方法如填埋和堆肥均不能安全、衛生地解決這些問題，而干化焚燒技術路線投資和運行成本高，對環境影響大，二次污染嚴重。