重金属絮凝联合能源微藻对发酵沼液的脱氮除磷系统技术方案

本发明专利技术公开了重金属絮凝联合能源微藻对发酵沼液的脱氮除磷系统，该系统包括依次连接的沼液处理单元(1)、微藻养殖单元(2)和藻类收集加工单元(3)；所述沼液处理单元(1)包括依次连接的沼液发酵装置(11)、第一沼液过滤装置(12)、重金属絮凝装置(13)和第二沼液过滤装置(14)；所述微藻养殖单元(2)包括依次连接的培养液制备装置(21)和微藻繁殖装置(22)；所述藻类收集加工单元(3)包括依次连接的微藻获取加工装置(31)和第三沼液过滤装置(32)。本发明专利技术利用重金属絮凝装置及过滤组件对发酵沼液进行预处理，经过培养液制备装置优化微藻生存环境，确保微藻能利用沼液中营养物质生长繁殖，净化沼液的同时实现沼液资源化利用。

Nitrogen and phosphorus removal system of biogas slurry by heavy metal Flocculation Combined with energy microalgae

The invention discloses a heavy metal flocculation joint energy microalgae on Fermentation of nitrogen and phosphorus removal system, the system includes a slurry processing unit (1), (2) unit for microalgae cultivation and algae collecting and processing unit (3); the biogas slurry processing unit (1) including slurry fermentation device connected in turn (11) first, the biogas slurry filtration device (12), (13) and heavy metal flocculation device second biogas slurry filtration device (14); the microalgae breeding unit (2) comprises a culture fluid preparation device (21) and (22) microalgae breeding device; the algal collection processing unit (3) including microalgae in turn connect the acquisition processing device (31) and third (32) of biogas slurry filtration device. The invention uses the heavy metal flocculation device and the filter component to preprocess the fermented biogas slurry, and optimizes the living environment of the microalgae through the preparation device of the culture liquid, so as to ensure that the microalgae can use the nutrient substance in the biogas slurry to grow and propagate, purify the biogas slurry, and realize the resource utilization of the biogas slurry.

【技术实现步骤摘要】
重金属絮凝联合能源微藻对发酵沼液的脱氮除磷系统
本专利技术涉及沼液处理技术及微藻培养
，尤其涉及重金属絮凝联合能源微藻对发酵沼液的脱氮除磷系统。
技术介绍
随着规模化畜禽养殖业的快速发展,沼气工程建设产生大量的厌氧发酵产物，沼液污染问题日益凸显。沼气池连续排放数量巨大的沼液，成分复杂多样，含有重金属、抗生素及激素等有害成分，会对农村饮用水安全、土壤、农产品、空气质量及人居环境造成极大威胁。但厌氧发酵出水的低C/N比，重金属含量高制约了沼液后续的生物深度处理。因而，探寻有效、简单而又有经济的沼液深度处理技术已迫在眉睫。微藻具有生态分布广、易于培养和生长速度快等特点。在生产过程中，微藻能实现能源生产、废水净化和C02减排的高度联合，其生产效率高且不与农作物争地争水，不仅能改善环境,还可获得环境增值能源以及其他高附加值产品，因此，微藻被认为是有潜力取代石油成为生产运输用燃料的生物质资源。沼液是养殖废水经过厌氧发酵后的产物，富含微藻生长必须的氮、磷、钾、铜、铁、锌等元素。针对沼液成分复杂、处理难和沼液培养微藻生物反应器亟待完善与改进等问题，研发养殖沼液预处理工艺和沼液规模化培养微藻的资源利用及其脱氮除磷技术，将养殖沼液处理与藻类的生物柴油生产技术偶联，优化微藻生物反应器，实现沼液资源化利用，为解决畜禽养殖污染问题和建设资源节约型、环境友好型新农村提供了一个很好的技术与工程范例，对我国畜禽养殖污染处理具有普遍的推广意义。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是：提供一种利用重金属絮凝联合能源微藻对发酵沼液的脱氮除磷系统，该系统在净化沼液的同时，可解决工业上大规模养殖微藻成本高的问题，对微藻生产生物柴油起到了一定的促进作用。本专利技术所采用的技术方案：重金属絮凝联合能源微藻对发酵沼液的脱氮除磷系统，该系统包括依次连接的沼液处理单元(1)、微藻养殖单元(2)和藻类收集加工单元(3)；所述沼液处理单元(1)包括依次连接的沼液发酵装置(11)、第一沼液过滤装置(12)、重金属絮凝装置(13)和第二沼液过滤装置(14)；所述微藻养殖单元(2)包括依次连接的培养液制备装置(21)和微藻繁殖装置(22)；所述藻类收集加工单元(3)包括依次连接的微藻获取加工装置(31)和第三沼液过滤装置(32)。优选的，所述第二沼液过滤装置(14)与所述培养液制备装置(21)连接。优选的，所述微藻繁殖装置(22)与所述微藻获取加工装置(31)连接。优选的，所述培养液制备装置(21)与所述第三沼液过滤装置(32)之间设有回流管道(4)。优选的，所述沼液发酵装置(11)和所述重金属絮凝装置(13)内部均设有搅拌装置(6)。优选的，所述沼液发酵装置(11)设有通气孔(111)和沼液入口(112)。优选的，所述培养液制备装置(21)与所述微藻繁殖装置(22)之间设有流量控制计(23)。优选的，所述微藻繁殖装置(22)与所述微藻获取加工装置(31)之间设有水泵(33)。优选的，所述微藻繁殖装置(22)内部设有照明装置(221)和曝气装置(222)。优选的，所述沼液发酵装置(11)、所述重金属絮凝装置(13)、所述培养液制备装置(21)和所述微藻繁殖装置(22)均设有排水阀(100)。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术通过设置沼液处理单元、微藻养殖单元和藻类收集加工单元，实现了沼液的净化和微藻产油两个系统的耦合，既克服了现有的养殖沼液技术与藻类的生物柴油技术相分离的局限性，又可以变废水为资源，在净化废水的同时生产生物柴油，实现沼液资源化利用；具体为，在微藻利用发酵沼液之前，利用重金属絮凝装置及过滤组件对发酵沼液进行预处理，利于微藻的生长繁殖，再经过培养液制备装置和微藻繁殖装置优化微藻生存环境，确保微藻能利用沼液中营养物质进行生长繁殖，一方面，利用微藻生长过程中对沼液中营养物质的吸收进而净化沼液，另一方面，微藻又利用吸收的营养物质在体内积累油脂，在净化沼液的同时实现了沼液资源化利用；另外，沼液出口还通过回流管道与培养液制备装置相连，可使微藻多次利用沼液中的营养物质进行繁殖，实现了循环净化水质和循环培养微藻。附图说明图1为本专利技术重金属絮凝联合能源微藻对发酵沼液的脱氮除磷系统的结构示意图。具体实施方式下面结合具体实施例进一步说明本专利技术的技术方案。如图1所示，重金属絮凝联合能源微藻对发酵沼液的脱氮除磷系统，该系统包括依次连接的沼液处理单元(1)、微藻养殖单元(2)和藻类收集加工单元(3)；所述沼液处理单元(1)包括依次连接的沼液发酵装置(11)、第一沼液过滤装置(12)、重金属絮凝装置(13)和第二沼液过滤装置(14)；所述微藻养殖单元(2)包括依次连接的培养液制备装置(21)和微藻繁殖装置(22)；所述藻类收集加工单元(3)包括依次连接的微藻获取加工装置(31)和第三沼液过滤装置(32)。在本专利技术的技术方案中，所述第二沼液过滤装置(14)与所述培养液制备装置(21)连接，所述微藻繁殖装置(22)与所述微藻获取加工装置(31)连接，所述培养液制备装置(21)与所述第三沼液过滤装置(32)之间设有回流管道(4)。在本专利技术的技术方案中，所述沼液发酵装置(11)和所述重金属絮凝装置(13)内部均设有搅拌装置(6)，所述沼液发酵装置(11)设有通气孔(111)和沼液入口(112)，所述培养液制备装置(21)与所述微藻繁殖装置(22)之间设有流量控制计(23)，所述微藻繁殖装置(22)与所述微藻获取加工装置(31)之间设有水泵(33)，所述微藻繁殖装置(22)内部设有照明装置(221)和曝气装置(222)，所述沼液发酵装置(11)、所述重金属絮凝装置(13)、所述培养液制备装置(21)和所述微藻繁殖装置(22)均设有排水阀(100)。本专利技术系统在具体工作时，发酵沼液从入口(112)进入沼液发酵装置(11)，进一步进行厌氧和好氧发酵并通过搅拌装置(6)搅拌加速颗粒物的破碎和大分子物质的溶解。沼液发酵装置(11)流出的发酵沼液经过第一沼液过滤装置(12)去除不能溶解的固体和微生物后进入重金属絮凝装置(13)，在重金属絮凝装置(13)中加入金属絮凝剂去除发酵沼液中的重金属，重金属絮凝装置(13)内的搅拌装置(6)提高了重金属的去除效率。接着，沼液流经第二沼液过滤装置(14)，第二沼液过滤装置(14)回收絮凝剂和沼液中的重金属，去除重金属后，沼液流入培养液制备装置(21)，可在培养液制备装置(21)进行pH的调节或添加其他营养物质使其满足微藻的繁殖需求。微藻经过培养液制备装置(21)培养后流入微藻繁殖装置(22)，在(22)中进行微藻的培养，其中照明装置(221)提供光照，曝气装置(222)连续通入空气。待微藻培养成熟后经过微藻获取加工装置(31)收集微藻，再经过第三沼液过滤装置(32)进一步收集水相中的微藻。由于发酵沼液中含有较高浓度的N、P、K等营养元素，经过微藻的一次利用并不能最大化实现资源的利用，所以经过过滤装置(32)后可通过回流管道(4)回流到培养液制备装置(21)再次养殖微藻，经过多次利用后既实现了沼液的净化又实现了资源的利用。最后经排水管道(5)排出。在本专利技术中，空气通过通气孔(111)进入加快有氧发酵速度也可排放沼液发酵装置(11)产生的气体。本文档来自技高网...

【技术保护点】
重金属絮凝联合能源微藻对发酵沼液的脱氮除磷系统，其特征在于：该系统包括依次连接的沼液处理单元(1)、微藻养殖单元(2)和藻类收集加工单元(3)；所述沼液处理单元(1)包括依次连接的沼液发酵装置(11)、第一沼液过滤装置(12)、重金属絮凝装置(13)和第二沼液过滤装置(14)；所述微藻养殖单元(2)包括依次连接的培养液制备装置(21)和微藻繁殖装置(22)；所述藻类收集加工单元(3)包括依次连接的微藻获取加工装置(31)和第三沼液过滤装置(32)。

【技术特征摘要】
1.重金属絮凝联合能源微藻对发酵沼液的脱氮除磷系统，其特征在于：该系统包括依次连接的沼液处理单元(1)、微藻养殖单元(2)和藻类收集加工单元(3)；所述沼液处理单元(1)包括依次连接的沼液发酵装置(11)、第一沼液过滤装置(12)、重金属絮凝装置(13)和第二沼液过滤装置(14)；所述微藻养殖单元(2)包括依次连接的培养液制备装置(21)和微藻繁殖装置(22)；所述藻类收集加工单元(3)包括依次连接的微藻获取加工装置(31)和第三沼液过滤装置(32)。2.根据权利要求1所述的重金属絮凝联合能源微藻对发酵沼液的脱氮除磷系统，其特征在于：所述第二沼液过滤装置(14)与所述培养液制备装置(21)连接。3.根据权利要求1所述的重金属絮凝联合能源微藻对发酵沼液的脱氮除磷系统，其特征在于：所述微藻繁殖装置(22)与所述微藻获取加工装置(31)连接。4.根据权利要求1所述的重金属絮凝联合能源微藻对发酵沼液的脱氮除磷系统，其特征在于：所述培养液制备装置(21)与所述第三沼液过滤装置(32)之间设有回流管道(4)。5.根据权利要求1所述的重金属絮凝联合能源微藻对...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜青平，韩浩，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：广东,44