有机污水废渣处理耦合养藻炼油的生产方法技术

本发明专利技术涉及环保领域、微藻培养工程领域、生物柴油炼制领域，具体地说是一种有机污水废渣处理耦合养藻炼油的生产方法。该法利用厌氧生化技术分别处理有机污水与有机废渣，产生沼气进行发电、供热，再对污水与沼液进行好氧生化处理后，调配成培养液，加入到大型光生物反应器中，并通入沼气燃烧后产生的二氧化碳废气养殖含油微藻；用气浮法采收获得的微藻经破壁后，通过一系列的分离设备把含油微藻分离成微藻油、微藻蛋白、微藻多糖、微藻渣等，最后以微藻油为原料油炼制成符合国家标准的生物柴油。本发明专利技术把有机污水废渣处理、微藻培养与加工、生物柴油炼制耦合在一起，既降低了生产成本，又实现了生物柴油的清洁生产，并治理了“三废”。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及环保领域、微藻培养工程领域、生物柴油炼制领域，具体 地说是一种。 当前全球能源危机日益加剧，富营养化水体的泛滥已成为环境公害， 二氧化碳过度排放而导致的温室效应已产生了严重的气候灾难，环保形势 非常严峻。水体富营养化是指氮、磷等植物营养物质含量过多所引起的水 质污染现象。这些过量营养物质主要来自于城市与农村的生活污水，以及 工农业生产中产生的有机污水和有机废渣，特别是养殖场、屠宰场、肉类 加工厂、水产加工厂、玉米加工厂、土豆加工厂、水果和蔬菜罐头厂、食 品加工厂等，以及豆制品、乳制品、酒、糖、饮料、冷饮、酒精、油脂、 淀粉、味精、酱油、食醋、酵母、酱菜、柠檬酸、乳酸、核糖核酸、咖啡 等产品的生产，都会产生大量的有机污水和有机废渣，而秸秆、树叶、野 草、粪便等是农村普遍存在的有机废渣。例如，酒精生产排放的酒糟污水是一种高浓度、高温度、高悬浮物、 泥沙多、粘度大、呈酸性的有机污水，污水中主要含有残余淀粉、纤维素、粗蛋白及菌蛋白等有机废渣。又如，20世纪70年代以来，我国水产养 殖趋向于集约化、工厂化、高密度、高产出的养殖模式，这种高密度养殖 模式有效地提高了水产养殖的规模和产量，但养殖动物的排泄物和富含高 蛋白的饵料残渣沉积于水中，使水质恶化。为了保持养殖水体的质量，生产上常采用频繁换水的方法来稀释或降低有害物质的浓度，尤其到了养殖 后期，污水排放量剧增，不仅造成了水资源浪费，而其污水中大量的营养 盐对附近水域也造成了污染。我国对养殖污水的排放，尚无相应的政策法 规，养殖污水大多随便排放，甚至有的养殖池排水口紧挨进水口， 二次污 染相当严重。因此，净化和利用养殖污水已成为水产养殖业可持续发展的 关键环节。目前，去除污水中有机物仍多采用传统的污水生化处理技术，此法虽能去除污水中部分有机物，降低BOD、 COD，但出水中仍含有较多的氮、 磷等营养物质，容易引起水体富营养化。由于有机污水与有机废渣可生化 性较强，具有潜在的资源可利用特性。食品工业污水可以作为生物学意义 上的培养基养殖螺旋藻，这方面己经有一些成功的实例，而且污水中的 氮、磷等营养物质也在一定程度上得到了去除。例如，乳制品厂污水经过 适当处理后可以用于螺旋藻的培养，实验结果表明，可以不向污水中添加 任何营养成分而实现螺旋藻的全污水培养。以有机污水为营养源培养饲料 级螺旋藻，有利于有机废料的生态循环，变有害污水为高价值的优质蛋白 饲料，能有效解决饲料蛋白源短缺问题，降低养殖成本，并可提高畜禽水 产品的肉质。生物柴油即脂肪酸甲酯，是最有潜力成为替代石化柴油的清洁可再生 能源产品，它具有优良的环保性能、较好的安全性能、良好的燃烧性能、 较好的润滑性能等，并且生物柴油本身还是一种优良的溶剂和重要的化工 原料。发展生物柴油的关键是原料油脂的供应，因此，采用廉价油脂原料 及提高油脂转化率从而降低成本，是生物柴油是否能规模化、产业化的关 键，选取合适的、低成本的油脂资源来生产生物柴油是发展的总趋势。众9所周知，藻类具有光合作用效率高、环境适应能力强、生长周期短、生物 产量高等特点，因此，含油藻类是制备生物柴油的良好原料。用"工程微 藻"生产生物柴油，为柴油生产开辟了一条新的技术途径。利用有机污水 与有机废渣以及二氧化碳废气为主要原料培养含油微藻，然后从微藻中提 取出微藻油，并以微藻油为原料油生产生物柴油，能大幅度降低生物柴油 的生产成本，因此，"治污-养藻-炼油"己成为解决全球能源危机与环境污 染最有希望的途径之一。 本专利技术利用厌氧生化技术分别处理有机污水与有机废渣，产生沼气进 行发电、供热，再对污水与沼液进行好氧生化处理后，调配成培养液，加 入到大型光生物反应器中，并通入沼气燃烧后产生的二氧化碳废气养殖含 油微藻，然后以微藻油为原料油炼制生物柴油，由此提出一种有机污水废 渣处理耦合养藻炼油的生产方法，包括调节池、厌氧生化反应器、好氧生 化反应器、消毒罐、堆沤池、消化池、脱硫塔、贮气罐、发电供热装置、 培养液调配罐、三角烧瓶、气升式光生物反应器、小型气推式光生物反应 器、大型气推式光生物反应器、气浮罐、高压均质机、卧式螺旋离心机、 油水分离器、真空浓縮釜、盐析釜、高速离心过滤机、干燥器、醇沉釜、 乙醇回收塔、多功能反应釜、分液器、甲醇回收塔、甲醇贮罐、水洗罐、 蒸馏塔、生物柴油贮罐等设备，其特征在于包括以下步骤a.有机污水废渣的处理有机污水经格栅除去较大漂浮物等机械杂质后进入调节池，调节污水水量、水质、pH值，然后进入厌氧生化反应器中进行厌氧生化处理。有机 废渣与厌氧生化反应器产生的污泥一起加入堆沤池进行堆沤发酵，经堆沤后的物料加入到消化池(沼气池)中进行厌氧发酵，同时把好氧生化反应器产生的污泥一并加入到消化池中。厌氧发酵时，原料的碳氮比为(20 30) : 1，含固量为5% 45% (重量比)，发酵后产生沼气、沼渣和沼 液。沼渣用作肥料，沼液加入到厌氧生化反应器再进行厌氧生化处理。消 化池产生的沼气与厌氧生化反应器产生的沼气一并进入脱硫塔经脱硫后收 集到贮气罐，用于发电供热。有机污水与沼液经厌氧生化反应器处理后， 再加入到好氧生化反应器中进行好氧生化处理，进一步降低有机污水与沼 液的BOD、 COD，并把氨氮转化为容易被微藻吸收的铵盐、硝酸盐或亚硝 酸盐，同时消除有机污水与沼液的异味。好氧生化处理后的有机污水与沼 液经过滤后进入消毒罐中，加入消毒剂进行消毒，杀死其中的病毒、细 菌、真菌、原生动物及杂藻，然后加入中和剂中和消毒液，最后加入到培 养液调配罐中作为微藻培养主要的氮源与磷源； b.沼气发电供热本专利技术中所采用的发电供热装置为燃气燃油锅炉与蒸汽轮机发电机组 的组合方式或沼气-柴油发动机发电机组与余热锅炉的组合方式或燃气轮机 发电机组与余热锅炉与蒸汽轮机发电机组的组合方式。发电供热装置所用 的燃料主要为沼气与粗生物柴油。发电供热装置所发的电用于有机污水废 渣处理、微藻培养与加工、生物柴油炼制、发电装置本身及办公生活用 电，所产生的低温蒸汽和热水用于微藻培养与加工、生物柴油炼制、消化 池与厌氧生化反应器保温及办公生活用热，不足的热电由电网供电、供热 网供热。发电供热装置产生的富含二氧化碳的烟道气，经净化后通入大型 气推式光生物反应器，作为微藻培养的主要碳源，不足的碳源由外加的液 态二氧化碳或碳酸氢钠供应；C.利用二氧化碳烟道气、有机污水与沼液培养与采收微藻 首先将藻种先后在三角烧瓶、气升式光生物反应器、小型气推式光生 物反应器中进行三级扩种培养，制得作为工业化生产装置的工业生产藻 种；工业化生产装置为置于室外的按行与列并联布置的大型气推式光生物反应器，先在反应器中加入培养液使液位达到10厘米，然后开动通气装置 产生培养液的主体流动，随后接种上述工业生产藻种，并逐步加入培养液 使液位达到20厘米，在白天连续通入二氧化碳含量经过滤空气稀释到1 % 5%的二氧化碳烟道气，以保证微藻的生长，在晚上通入过滤空气维持 微藻的呼吸，采用通热/冷风、开天窗通风、遮光调温、蒸汽/热水保温等 手段，将培养液的温度控制在15 35'C;检测到培养液中的养分减少或藻 液液位下降后，通过补液管进行补液，补液后的最高液位为30厘米；视微 藻培养液浓度不本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种有机污水废渣处理耦合养藻炼油的生产方法，包括调节池、厌氧生化反应器、好氧生化反应器、消毒罐、堆沤池、消化池、脱硫塔、贮气罐、发电供热装置、培养液调配罐、三角烧瓶、气升式光生物反应器、小型气推式光生物反应器、大型气推式光生物反应器、气浮罐、高压均质机、卧式螺旋离心机、油水分离器、真空浓缩釜、盐析釜、高速离心过滤机、干燥器、醇沉釜、乙醇回收塔、多功能反应釜、分液器、甲醇回收塔、甲醇贮罐、水洗罐、蒸馏塔、生物柴油贮罐设备，其特征在于包括以下步骤：　ａ．有机污水废渣的处理　 　有机污水经格栅除去机械杂质后进入调节池，调节污水水量、水质、ｐＨ值，然后进入厌氧生化反应器中进行厌氧生化处理；有机废渣与厌氧生化反应器产生的污泥一起加入到堆沤池进行堆沤发酵，经堆沤后的物料加入到消化池中进行厌氧发酵，同时把好氧生化反应 器产生的污泥一并加入到消化池中；厌氧发酵时，原料的碳氮比为（２０～３０）∶１，含固量为５％～４５％（重量比），发酵后产生沼气、沼渣和沼液，沼渣用作肥料，沼液加入到厌氧生化反应器再进行厌氧生化处理；消化池产生的沼气与厌氧生化反应器产生的沼气一并进入脱硫塔经脱硫后收集到贮气罐，用于发电供热；有机污水与沼液经厌氧生化反应器处理后，再加入到好氧生化反应器中进行好氧生化处理，降低有机污水与沼液的ＢＯＤ、ＣＯＤ，并把氨氮转化为容易被微藻吸收的铵盐、硝酸盐或亚硝酸盐，同时消除有机污水与沼液的异味；好氧生化处理后的有机污水与沼液经过滤后进入消毒罐中，加入消毒剂进行消毒，然后加入中和剂中和消毒液，最后加入到培养液调配罐中作为微藻培养主要的氮源与磷源；　ｂ．沼气发电供热　发电供热装置所用的燃料主要为沼气与粗生物柴油；发 电供热装置所发的电用于有机污水废渣处理、微藻培养与加工、生物柴油炼制、发电装置本身及办公生活用电，所产生的低温蒸汽和热水用于微藻培养与加工、生物柴油炼制、消化池与厌氧生化反应器保温及办公生活用热，不足的热电由电网供电、供热网供热；发电供热装置产生的富含二氧化碳的烟道气，经净化后通入大型气推式光生物反应器，作为微藻培养的主要碳源，不足的碳源由外加的液态二氧化碳或碳酸氢钠供应；　ｃ．利用二氧化碳烟道气、有机污水与沼液培养与采收微藻　首先将藻种先后在三角烧瓶、气升式光生 物反应器、小型气推式光生物反应器中进行三级扩种培养，制得作为工业化生产装置的工业生产藻种；工业化生产装置为置于室外的按行与列并...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡志武，
申请(专利权)人：蔡志武，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]