[0036]如未特別說明，【具體實施方式】中所采用的手段均為本領(lǐng)域常規(guī)的技術(shù)手段。
[0037]實施例1
[0038]如圖1，進(jìn)行回收利用水熱液化廢水中營養(yǎng)元素并生產(chǎn)生物質(zhì)原料的設(shè)備包括:光合細(xì)菌培養(yǎng)器4、微藻培養(yǎng)器5、光合細(xì)菌過濾單元、微藻過濾單元、進(jìn)氣單元；
[0039]光合細(xì)菌培養(yǎng)器4為圓柱形透光有機(jī)玻璃容器，設(shè)置有廢水進(jìn)口 I和出水口 2，光合細(xì)菌培養(yǎng)器4底部設(shè)置有用于通入空氣用的曝氣盤3，曝氣盤3與空氣進(jìn)氣管路15連接。于距離培養(yǎng)器底部15?20cm處設(shè)置廢水進(jìn)水1，于略高于曝氣盤處設(shè)置(距離底部內(nèi)側(cè)
1.5?2cm)出水口 2，使兩者呈軸線對稱分布。
[0040]微藻培養(yǎng)器5為圓柱形透光有機(jī)玻璃容器，設(shè)置有進(jìn)水口 6和藻液進(jìn)口 7，微藻培養(yǎng)器5底部設(shè)置有用于通入CO2和空氣混合氣用的曝氣盤3，曝氣盤3與混合氣進(jìn)氣管路8連接。于距離培養(yǎng)器底部15?20cm處設(shè)置進(jìn)水口 6，于略高于曝氣盤3處設(shè)置(距離底部內(nèi)側(cè)1.5?2cm)出液管路，使兩者呈軸線對稱分布。
[0041]光合細(xì)菌過濾單元包括:由軟管依次連接的隔膜泵12、轉(zhuǎn)子流量計、真空壓力表10和光合細(xì)菌過濾單元的內(nèi)壓式中空纖維膜組件11而構(gòu)成，隔膜泵12用于輸送光合細(xì)菌培養(yǎng)器4中的原液至內(nèi)壓式中空纖維膜組件，轉(zhuǎn)子流量計用于調(diào)節(jié)輸送液體的流量和壓力；光合細(xì)菌培養(yǎng)器4中的原液在內(nèi)壓式中空纖維膜組件中分離，經(jīng)過超濾后的水熱液化廢水稀釋液從光合細(xì)菌過濾單元的清液出口 111進(jìn)入微藻培養(yǎng)器5，光合細(xì)菌濃縮液經(jīng)光合細(xì)菌過濾單元的濃縮液出口 112流出。該內(nèi)壓式中空纖維膜組件最大反洗壓力為
0.15MPa。微藻培養(yǎng)器5出液管路連接微藻過濾單元，其包括微藻過濾單元的內(nèi)壓式中空纖維膜組件19，其他組件的設(shè)置和光合細(xì)菌過濾單元一樣。微藻培養(yǎng)器5中的原液在內(nèi)壓式中空纖維膜組件中分離，經(jīng)過超濾后從清液排出口 191排出，微藻濃縮液經(jīng)微藻過濾單元的濃縮液出口 192流出。
[0042]其中，進(jìn)氣單元包括:提供空氣來源的空氣壓縮機(jī)14 ;空氣進(jìn)氣管路15上設(shè)置有空氣壓力控制閥門14和轉(zhuǎn)子流量計9 ;通向混合氣室的空氣進(jìn)氣管路上也設(shè)置有空氣壓力閥和轉(zhuǎn)子流量計；
[0043]所述0)2進(jìn)氣管路連接有CO 2氣體罐16，CO 2進(jìn)氣管路上設(shè)置有CO 2壓力控制閥門17和CO2氣體流量計；混合氣室18連接CO 2進(jìn)氣管路和空氣進(jìn)氣管路，混合氣進(jìn)氣管路8連接混合氣室19和曝氣盤3。
[0044]采用本實施例設(shè)備，處理的水熱液化廢水其初始COD為195600mg/L，TN濃度為11900mg/L，TP 濃度 1240mg/L，pH 值為 12.6。
[0045]綜合處理步驟:
[0046]一、通過水泵，由廢水進(jìn)口 I向光合細(xì)菌培養(yǎng)器4中泵入水熱液化廢水、稀釋用水和處于對數(shù)生長期的光合細(xì)菌菌液，控制三種液體總體積約為光合細(xì)菌培養(yǎng)器4的2/3，其中水熱液化廢水的量約為1/10，稀釋用水和光合細(xì)菌菌液體積和為9/10，光合細(xì)菌接種量為0.30g/L干重，用lmol/L的NaOH或HCl調(diào)節(jié)廢水中pH值至7.0 ;此時，水熱液化廢水稀釋液的 COD 為 19000mg/L，TN 濃度為 1050mg/L，TP 濃度 117mg/L ；
[0047]二、開啟空氣壓縮機(jī)14，開啟空氣壓力控制閥門，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子流量計9，使空氣通過空氣進(jìn)氣管路15、曝氣盤3進(jìn)入光合細(xì)菌培養(yǎng)器4，將廢水中的光合細(xì)菌混勻，控制空氣流量為0.2L/min噸―1，光照強度控制為30001x，培養(yǎng)時間為12天，此時細(xì)菌生長到達(dá)平臺區(qū)；
[0048]三、關(guān)閉空氣壓縮機(jī)14、關(guān)閉空氣壓力控制閥門，使空氣進(jìn)氣管路15停止通氣；
[0049]四、開啟光合細(xì)菌超濾系統(tǒng)。打開出水口 2、進(jìn)水口 6，開啟隔膜泵12，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子流量計，控制超濾膜的進(jìn)水通量為80L/H.πι2、運行壓力為0.20MPa ;超濾后的清液經(jīng)中空纖維膜組件清液出口 111流至微藻培養(yǎng)器5，超濾后的光合細(xì)菌濃縮液由膜組件濃縮液出口 112流出，用其他容器收集光合細(xì)菌濃縮液。
[0050]超濾后的清液超濾后的清液COD濃度為3610mg/L，TN濃度為354mg/L，TP濃度為64mg/L，pH 值為 8.7。
[0051]五、待抽完光合細(xì)菌培養(yǎng)器中的液體，按先后順序依次關(guān)閉出水口 2、進(jìn)水口 6、隔膜泵12電源；
[0052]六、打開藻液進(jìn)口 7，根據(jù)超濾后的清液的體積，泵入新鮮微藻種子藻液，微藻接種量為0.13g/L干重，總液體體積不超過微藻培養(yǎng)器5的2/3 ;
[0053]七、開啟混合氣路系統(tǒng)。開啟空氣壓縮機(jī)14，開啟空氣壓力控制閥門，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子流量計9，控制空氣流量為195ml/min ?L—1;打開CO 2氣體壓力控制閥門，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子流量計9，控制CO2氣體流量為5ml/min噸―1;空氣和CO 2氣體在混合氣室18內(nèi)混合均勻后，經(jīng)由混合氣進(jìn)氣管路8與曝氣盤3，為微藻生長補充碳源并保持廢水pH值在6.8?7.3。把微藻在液體中混勻。光照培養(yǎng)時通氣，黑暗培養(yǎng)時不通氣，光暗比為12:12，光照強度控制為2400& ；
[0054]八、在通入混合氣體的條件下，連續(xù)培養(yǎng)6天后，藻液經(jīng)出液管路進(jìn)入微藻超濾系統(tǒng)，做后續(xù)的藻水分離。
[0055]九、開啟微藻超濾系統(tǒng)。打開相關(guān)出水口、進(jìn)水口，開啟隔膜泵，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子流量計，控制超濾膜的進(jìn)水通量為100L/H.m2、運行壓力為0.20MPa ;超濾后的清液經(jīng)清液排出口191流至回收容器，超濾后的微藻濃縮液由微藻過濾單元的濃縮液出口 192流出，用其他容器收集微藻濃縮液。
[0056]經(jīng)過光合細(xì)菌處理、超濾膜分離光合細(xì)菌和清液、微藻處理、超濾膜分離微藻和清液四個階段后，經(jīng)測量，處理后廢水中的COD為268mg/L，TN濃度為109mg/L，TP濃度35mg/L ;即COD去除率為98.6%，TN和TP的去除率分別為89.6%和70.1% ;且產(chǎn)出的光合細(xì)菌和微藻干重均高于初始接種量的4.5倍；該工藝有效地實現(xiàn)了廢水中污染物的降解和廢水資源化。
[0057]以上所述僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和替換，這些改進(jìn)和替換也應(yīng)視為本實用新型的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項】
1.一種回收利用水熱液化廢水中營養(yǎng)元素的設(shè)備，其特征在于，包括光合細(xì)菌培養(yǎng)器、微藻培養(yǎng)器、光合細(xì)菌過濾單元、微藻過濾單元、進(jìn)氣單元； 所述光合細(xì)菌培養(yǎng)器設(shè)置有廢水進(jìn)口，所述光合細(xì)菌培養(yǎng)器通過管路連接所述光合細(xì)菌過濾單元，所述微藻培養(yǎng)器通過管路連接所述微藻過濾單元； 所述光合細(xì)菌過濾單元設(shè)置有超濾膜、清液出口和濃縮液出口，所述清液出口通過管路連接所述微藻培養(yǎng)器；所述微藻過濾單元設(shè)置有超濾膜、清液排出口和濃縮液出口 ； 所述進(jìn)氣單元包括空氣壓縮機(jī)、CO2氣體罐、混合氣室，空氣壓縮機(jī)和CO 2氣體罐均通過氣體管路連接所述混合氣室，所述混合氣室通過氣體管路連接所述微藻培養(yǎng)器；所述空氣壓縮機(jī)通過氣體管路連接光合細(xì)菌培養(yǎng)器。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，所述光合細(xì)菌培養(yǎng)器為圓柱形透光有機(jī)玻璃容器，所述光合細(xì)菌培養(yǎng)器底部設(shè)置有曝氣盤，該曝氣盤通過氣體管路連接空氣壓縮機(jī)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，所述微藻培養(yǎng)器為圓柱形透光有機(jī)玻璃容器，所述微藻培養(yǎng)器底部設(shè)置有曝氣盤，該曝氣盤通過氣體管路連接混合氣室。4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一所述的設(shè)備，其特征在于，所述超濾膜為內(nèi)壓式中空纖維膜。5.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一所述的設(shè)備，其特征在于，連接所述光合細(xì)菌過濾單元的管路上設(shè)置有隔膜泵、閥門、壓力表和轉(zhuǎn)子流量計。6.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一所述的設(shè)備，其特征在于，連接所述微藻過濾單元的管路上設(shè)置有隔膜泵、閥門、壓力表和轉(zhuǎn)子流量計。
【專利摘要】本實用新型提出一種回收利用水熱液化廢水中營養(yǎng)元素的設(shè)備，包括光合細(xì)菌培養(yǎng)器、微藻培養(yǎng)器、過濾單元、進(jìn)氣單元；過濾單元設(shè)置有超濾膜、清液出口和濃縮液出口；進(jìn)氣單元包括空氣壓縮機(jī)、CO2氣體罐、混合氣室，混合氣室連接微藻培養(yǎng)器；空氣壓縮機(jī)通過氣體管路連接光合細(xì)菌培養(yǎng)器。本實用新型將光合細(xì)菌處理、微藻處理以及濾膜過濾并收獲三者結(jié)合，實現(xiàn)了污水中高濃度有機(jī)物的大幅度降解和氮元素的大幅度降解。該反應(yīng)器做到了水熱液化廢水中營養(yǎng)物質(zhì)的梯級利用與水資源的回收利用，并能產(chǎn)生出可以用于熱化學(xué)生產(chǎn)生物原油的生物質(zhì)，實現(xiàn)了污染物降解、資源回收利用及生物質(zhì)資源生產(chǎn)的多重功效。
【IPC分類】C02F9/14
【公開號】CN204661507
【申請?zhí)枴緾N201520337562
【發(fā)明人】盧海鳳, 袁國洋, 黃仕偉, 張源輝, 李保明, 趙煜
【申請人】中國農(nóng)業(yè)大學(xué)
【公開日】2015年9月23日
【申請日】2015年5月22日