以珊藻為媒介處理并應用煙道氣和生活廢水的方法
【技術領域】
[0001] 本發明設及煙道氣與生活廢水處理的技術領域，尤其設及一種W珊藻為媒介處理 并應用煙道氣和生活廢水的方法。
【背景技術】
[0002] 燃煤電廠在產電的過程中會產生含大量二氧化碳的煙道氣，現有技術中的煙道氣 大部分都是直接排放的，運樣不僅經污染了環境，加快了溫室效應的步伐，同時也浪費了一 定的資源。
[0003] 現有的二氧化碳的利用主要分為物理利用和化學利用。物理利用是指在應用過程 中，不改變二氧化碳的化學性質，僅作為一種工作介質或助劑。二氧化碳的主要物理用途包 括:飲料和啤酒的添加劑、制冷劑、滅火劑、氣體保護焊、煉鋼吹煉氣、香料和藥物的提取劑、 清洗劑、用于煙絲膨脹絲、代替氣氯控用作發泡劑、氣體肥料。
[0004] 二氧化碳化學性質極其穩定，化學利用難度較大。雖然目前對二氧化碳化學利用 的研究成果很多，但運些研究都是未考慮碳平衡的問題。另外化學利用的量很小，即使每年 將數百萬噸的二氧化碳用來制造化學品，對于改善全球的溫室效應也如杯水車薪。二氧化 碳的主要化學利用途徑包括：
[0005] (1)直接作為商品銷售：用于干冰、超臨界萃取溶劑、氣體保護焊接劑、冷凍劑、食 品添加劑、食品保鮮劑等。
[0006] (2)合成甲醇:每生產1噸甲醇至少消耗1.37噸二氧化碳，隨著甲醇下游產品鏈的 不斷延伸，通過合成甲醇或甲酸可W實現二氧化碳的規模利用。
[0007] (3)合成可降解塑料：目前只有中國、美國、日本等國生產二氧化碳降解塑料。隨著 其生產成本的降低及應用領域的不斷擴展，市場前景廣闊。
[000引（4)二氧化碳經微藻生產生物燃料:微藻生物燃料是一種很有發展前景的生物燃 料，很可能成為未來最重要的可再生能源之一。加入二氧化碳可加快微藻生長、微藻制備生 物燃料將成為一條有效的二氧化碳減排及利用途徑。美國能源部已進行了 20多年的研究， 取得了很大的進展，日本、德國、印度等國也投入了研發。眾多科研機構、生物燃料公司、投 資公司在該領域投入大量資金。Shell、化ev;ron、ExxonMobil等大型石油公司也正在與有關 機構或公司進行合作項目。
【發明內容】
[0009] 針對上述技術中存在的不足之處，本發明提供一種工藝完善、物料利用充分的W 珊藻為媒介處理并應用煙道氣和生活廢水的方法。
[0010] 為了達到上述目的，本發明一種W珊藻為媒介處理并應用煙道氣和生活廢水的方 法，包括W下工藝步驟：
[0011] S1、珊藻的培養:在污水處理廠二沉池之后構建珊藻光生物反應器，選擇高含油的 具有脫氮除憐效果的珊藻藻種接種于珊藻光生物反應器，W二級處理生活污水為培養基培 養珊藻，同時向珊藻光生物反應器中通入燃煤電廠煙道氣及空氣的混合氣體，煙道氣與空 氣的混合比例為2:1;所述光生物反應器為開放式光生物反應器，白天的工作時間利用自然 光源，夜晚的工作時間利用人工光源，混合氣體W分段通氣方式通入光生物反應器內；煙道 氣由每個塔段下部的氣體入口進入光生物反應器殼體，通過塔段的每層塔板立體傳質，供 給珊藻生長原料，解析珊藻產生的氧氣，最后經塔段上部的尾氣出口排出；含有珊藻種的水 從光生物反應器最頂部的液體入口加入，錯流流過每層塔板，貧含珊藻種的液體從升氣管 底部通過升氣管和帽罩的夾縫流到升氣管頂部與升氣管內流入的煙道氣混合、提升、攬拌， 然后從帽罩孔噴出，實現氣液立體傳質，在光照下，珊藻得到生活污水中的氮源、憐源W及 煙道氣中的碳源，發生光合作用得到生長，具體的光合作用反應式為：
[0012] aC〇2+地2〇+cN〇3-+地PO42-一（ C出0) a (N出）C (HPO42-) d+e〇2
[0013] 含珊藻的液體通過降液管從光生物反應器最頂部的液體入口流到光生物反應器 最底部的液體出口，得到生長后的珊藻液通過大部分通過分離分出作為生物原料，少部分 珊藻液加入養料和水后再次循環回光生物反應器最頂部的液體入口；
[0014] S2、珊藻的濃縮:在反應器之后通過膜分離截留藻細胞W獲得低氮憐含量的清水， 同時通過濃藻液的回流實現反應器內藻細胞的高密度培養；
[0015] S3、濃縮液預處理:達標后的濃藻液首先打入攬拌蓋中進行細胞粉碎處理，粉碎后 的濃縮液進入烘箱內烘烤成待提取油料，W去除無用濕質量，提高后期處理效率；
[0016] S4、油脂的分離：待提取油料由輸送機送入浸出器，選用正己燒作為溶劑，運用濕 法萃取方式進行油脂的浸出，得到濃混合油和濕巧，所述浸出器為料層高、混合油濃度高、 混合油含巧末少的平轉浸出器；
[0017] S5、濕巧的利用:將反應后的濕巧導入分離器中進行固液分離，旋干的到的固體巧 干用水解酶水解后用于珊藻的培養或者用于化肥原料進行加工;分離后得到的溶劑W有機 溶劑的形式進行回收；
[0018] S6、混合油的提純:在S4中產生的混合油過濾除渣后，進行第一次蒸發，除去有機 溶劑，得到初級珊藻油，初級珊藻油再經過第二次蒸發除去少量水份，最終得到質量較好， 品質較高的珊藻油；
[0019] S7、酸催化預醋化處理:將品質較高的珊藻油W及無水甲醇打入溫度為65攝氏度 的恒溫反應蓋中，所述恒溫反應蓋為帶四個攬拌獎葉的攬拌蓋，攬拌蓋連續式攬拌作業，攬 拌獎葉的攬拌轉速為150~18化/min,珊藻油與無水甲醇的物質的量比值為2:1~4:1，采用 濃硫酸作為酸催化劑；
[0020] S8、堿催化轉醋處理:預醋化后的油脂預熱后進入緩沖罐，再加熱至反應溫度，進 入反應精饋反應器，同時向反應精饋反應器中加入帶催化劑的無水甲醇，所述催化劑為甲 醇鐘固體顆粒與氧化巧固體顆粒，油脂與無水甲醇的物質的量比值為1:8~1:12;所述催化 劑質量占油脂質量的3%~5%;經充分反應后，輕組分回流，循環利用，重組分降溫后，進入 傾析器，脂肪酸甲醋與甘油分離，得到主產品脂肪酸甲醋；
[0021] S9、憐脂的去除:將醋化反應后的脂肪酸甲醋導入真空攬拌器中，并向真空攬拌器 中加入硅膠和活性白±，在75攝氏度，攬拌轉速為200~25化/min的條件下攬拌反應化，再 通過離屯、機離屯、除去吸附劑，回收生物柴油成品。
[0022] 其中，S4中平轉浸出器的具體運轉方式如下：
[0023] 平轉式浸出器工作時，料胚通過封閉絞龍送入混合絞龍在此接受混合油的預浸， 之后濕料落入浸出器轉格。由于料胚為濕料可避免為干料時的粉末在器內飛揚，隨著轉格 的慢慢運轉，格內料胚轉至噴淋管位置時，即受到噴出的混合油的噴淋浸出。由于新鮮溶劑 和混合油的噴淋與料胚走向是采用的逆向路線，所W剛投入料胚的料格浸出后滲漏于混合 油格里的混合油濃度最高，該混合油溢流至第Π 混合油格，與第Π 混合油格對應料格滲漏 下來的混合油經帳篷過濾器，過濾后的濃混合油即從該料格被抽出，接著，該料格接受從下 一個混合油格累出的混合油的噴淋，料格繼續旋轉，格內的料胚再經受一次次累入混合油 的噴淋浸出，運些混合油的濃度一次比一次稀薄，最后經受新鮮溶劑噴淋浸出，對應的混合 油格里收集到最稀的混合油，料格經過一段時間漸干后，已轉到落巧處，轉格下部為假底， 銅滾輪沿下行軌道下滑，假底自動打開，落放濕巧;落放于出巧斗內的濕巧接著被承接于下 目的刮板輸送機送往蒸烘機處理，抽出的濃混合油經過濾后，放入混合油罐處理;放空濕巧 后的料格，其假底上的銅滾輪隨著轉格旋轉，沿上行軌道逐漸拉平，便假底關嚴，進入下一 階段的連續運行，形成連續生產。
[0024] 其中，在S18的轉醋化反應過程中，催化劑的填裝方式采用懸浮式填裝法將粉末狀 態的催化劑顆粒在汽液逆流接觸的強烈攬拌作用下高度分散于反應體系中，在反應段中催 化劑受上升蒸汽的攬動作用而在液相中保持懸浮分散狀態，提高了液固傳質和反應速率， 使得多相催化反應在沒有內外擴散阻力的條件下進行，從而通過提高傳質效率強化了化學 反應，同時塔板上懸浮催化劑顆粒的存在又有利于塔板效率的提高W及有利于轉醋化反應 的進行。
[0025] 其中，在S18的轉醋化反應過程中，增設有分段式發射的超聲波設備;存在于反應 原料中的微氣核在超聲波聲場的作用下，產生高頻振動、生長和崩潰閉合的動力學過程，空 化泡潰敗時，能在短時間內，在空化泡周圍的空間產生局部的高溫和高壓，高溫使反應物的 活性增加，促使自由基的形成和裂解反應的發生;高壓致使沖擊波和微射流的發生，從而導 致分子之間產生強烈的碰撞，進而加速醋化反應的徹底進行。
[0026] 本發明的有益效果是：
[0027] 與現有技術相比，本發明W珊藻為媒介處理并應用煙道氣和生活廢水的方法，使 用具有脫氮除憐效果且油脂含量高的珊藻作為培養微藻，禪合微藻培養系統，W燃煤電廠 的煙道氣、生活污水的二級出水為基質培養藻細胞，不需消耗大量的碳源、淡水資源和無機 營養鹽，可極大節省成本;同時，通過膜分離和濃藻液回流的方式可實現反應器內部微藻的 高密度連續培養，也在工藝流程上考慮了收獲后藻細胞的充分利用。因此，該禪合系統可W 克服