[發明專利]生活污水厭氧消化耦合微藻養殖聯產甲烷-生物油的方法

在審

• 申請號: 202111176188.1
• 申請日: 2021-10-09
• 公開（公告）號: CN113800722A
• 公開（公告）日: 2021-12-17
• 發明（設計）人: 張萬里;孔天岐;邢萬麗;李潤東;楊天華
• 申請（專利權）人: 沈陽航空航天大學
• 主分類號: C02F9/14
• 分類號: C02F9/14;B01D53/78;B01D53/52;B01D53/26;B01D53/22;C12P5/02;C12P7/64;C11B1/06;C11B1/10;C10L1/02
• 代理公司: 沈陽東大知識產權代理有限公司 21109
• 代理人: 梁焱

一種生活污水厭氧消化耦合微藻養殖聯產甲烷?生物油的方法，包括以下步驟；(1)將生活污水去除懸浮成分；(2)進行厭氧發酵反應；(3)沼氣凈化脫硫、干燥；一部分用于燃燒發電，另一部分分離出CO₂和生物甲烷；燃燒發電產生的CO₂進入富油微藻養殖系統；燃燒發電對光源提供電能；(4)沼液加水稀釋，殺菌處理，曝氣處理，調節pH值；(5)將預處理沼液富油微藻養殖；(6)富油微藻榨出生物油，剩余的藻渣返回厭氧發酵反應。本發明的方法能量自給自足，不僅實現了生活污水的處理問題，還產生了高品質的生物甲烷，以及通過微藻養殖系統產生生物油。

技術領域

本發明屬于污水處理與資源化利用技術領域，具體涉及一種生活污水厭氧消化耦合微藻養殖聯產甲烷-生物油的方法。

背景技術

城市化的快速發展和現代農業廣泛使用有機化肥，產生了大量的含有氮、磷、有機物較高的生活污水污水，直接排放造成嚴重的水污染，給城市和農業用水帶來較大的威脅。同時，它也是厭氧消化的絕佳基質，厭氧消化不僅能夠帶來經濟效益，還有效解決了生活污水處理問題，真正做到無害化、資源化。

沼液是厭氧消化的液體殘留物，成分復雜，含有氨氮、硝酸鹽氮、亞硝酸鹽氮和少量的有機氮等營養物質，以及作物所需Ca、Mg、Fe、Zn等微量元素和維生素，對調節作物生長發育起著重要作用，同時會滋生大量的微生物和雜蟲雜藻。

發明內容

本發明的目的是提供一種生活污水厭氧消化耦合微藻養殖聯產甲烷-生物油的方法，通過生活污水預處理和厭氧消化，沼液預處理，沼氣凈化等，制成高品質甲烷和生物油。

本發明的方法包括以下步驟；

(1)將生活污水進行預處理，去除懸浮成分，制成預處理污水；

(2)將預處理污水通入厭氧發酵反應器中，進行厭氧發酵反應，生成沼氣和沼液；

(3)將沼氣通入脫硫塔進行凈化脫硫，再進行干燥，形成凈化沼氣；凈化沼氣一部分用于燃燒發電，另一部分通入分離系統，分離出CO₂和生物甲烷；CO₂作為氣肥進入富油微藻養殖系統；燃燒發電產生的CO₂作為氣肥進入富油微藻養殖系統；燃燒發電對光源提供電能，通過光源對富油微藻養殖系統進行照射；

(4)將沼液加水稀釋，形成稀釋沼液；向稀釋沼液中加入強氯精進行殺菌處理，然后采用曝氣系統用空氣進行曝氣處理，再加入碳酸鈉溶液調節pH值為7.0～7.5，制成預處理沼液；

(5)將預處理沼液送入富油微藻養殖系統，在氣肥和光源下進行富油微藻養殖，生成富油微藻；

(6)將富油微藻榨出生物油，剩余的藻渣返回厭氧發酵反應器，與預處理污水一同進行厭氧發酵反應。

上述的步驟(1)中，預處理是指生活污水通過格柵，再流經沉砂池和沉降池，然后排出，使其中的懸浮物去除，形成預處理污水。

上述的步驟(2)中，厭氧發酵反應的溫度為30～40℃，時間至少8h。

上述的步驟(2)中，沼液中有機物含量比預處理污水的有機物含量低45％以上。

上述的步驟(3)中，凈化脫硫是將沼氣中的H₂S去除，干燥是將沼氣中的水蒸氣去除。

上述的步驟(3)中，分離系統是的主要功能部件為PDMS/PEI復合膜。

上述的步驟(3)中，生物甲烷中CH₄的體積濃度≥85％。

上述的步驟(3)中，燃燒發電的余熱于厭氧發酵反應的加熱保溫。

上述的步驟(3)中，通入分離系統的凈化沼氣占全部凈化沼氣的55～65％。