本发明专利技术提供了一种利用微藻处理污水并生产生物油脂的系统，其第一和第二光源装置分别设置在光生物反应器和积油罐中，CO2供气装置分别气路连接光生物反应器和积油罐，污水沉淀池管路连接积油罐并通过藻液混合罐管路连接光生物反应器，光生物反应器通过第一藻液分离装置分别管路连接藻液混合罐和积油罐，积油罐管路连接第二藻液分离装置，还提供了利用上述系统处理污水并生产生物油脂的方法，利用本发明专利技术，在污水处理的同时，实现生产生物能源与其他副产品(如，蛋白质、化妆品原料及动物饲料等)，降低生产成本，可达到废物资源的综合利用，实现节能减排的绿色生产，适用从实验室到工业化规模微藻培养，设计巧妙独特，适于大规模推广应用。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及环境工程及生物能源
，更具体地，涉及光生物反应器
，特别是指。
技术介绍
当今，能源紧缺，环境污染和粮食不足是三大世界难题。微藻在解决上述难题中具有非常重要的作用。微藻是一种能进行光合自养的微生物，具有高效的光利用率，以及快速高效地从环境中吸取营养物质(如CO2、氮、磷等)并转化成有机化合物的能力，在生态系统中处于初级生产者，在整个物质循环中作用巨大，生产效率高，发展前景诱人。微藻培养只需要一些简单的营养，铵盐或硝酸盐，磷酸盐及一些微量金属元素，最重要的是还需要大量的co2。而且微藻也可应用到环境工程中，进行污水处理来帮助净化水。微藻能够降低污水中导致富营养化的物质的浓度，如硝酸盐、磷酸盐等。另外，微藻还对重金属具有很强的吸收能力，还能进行重金属或放射性物质的富集从而达到清除效果。且微藻富含油脂、蛋白质、碳水化合物、微量元素及其它生物活性物质，因而其不仅可作为饵料，且是食品和生物能源的主要来源之一。当前，环境污染严重，大量的污水得不到有效的处理，工厂产生大量的CO2温室气体得不到处理。藻类培养对于污水处理、(X)2减排及清洁生物能源生产与利用方面的重要作用、以及改善生态环境的重大意义，使微藻的研究与开发成为目前最热门的研究与应用领域之一。虽然微藻具有较高的环境和经济价值，但是真正要实现微藻产业化经济性利用，仍受限于微藻工业化规模培养的光生物反应器的研制。为了解决存在的上述问题，需要提供一种利用微藻处理污水并生产生物油脂的系统，在污水处理的同时，实现生产生物能源与其他副产品(如，蛋白质、化妆品原料及动物饲料等)，降低生产成本，可达到废物资源的综合利用，实现节能减排的绿色生产，适用从实验室到工业规模化微藻培养。
技术实现思路
本专利技术的主要目的就是针对以上存在的问题与不足，提供一种利用微藻处理污水并生产生物油脂的系统和方法，在污水处理的同时，实现生产生物能源与其他副产品(如， 蛋白质、化妆品原料及动物饲料等)，降低生产成本，可达到废物资源的综合利用，实现节能减排的绿色生产，适用从实验室到工业规模化微藻培养，设计巧妙独特，适于大规模推广应用。在本专利技术的第一方面，提供了一种利用微藻处理污水并生产生物油脂的系统，其特点是，包括光生物反应器、第一光源装置、CO2供气装置、积油罐、第二光源装置、污水沉淀池、藻液混合罐、第一藻液分离装置和第二藻液分离装置，所述第一光源装置设置在所述光生物反应器中，所述第二光源装置设置在所述积油罐中，所述CO2供气装置分别气路连接所述光生物反应器和所述积油罐，所述污水沉淀池管路连接所述积油罐并通过所述藻液混合罐管路连接所述光生物反应器，所述光生物反应器通过所述第一藻液分离装置分别管路连接所述藻液混合罐和所述积油罐，所述积油罐管路连接所述第二藻液分离装置。为了更好地分散通入的(X)2气体，较佳地，所述的利用微藻处理污水并生产生物油脂的系统还包括至少一个(X)2气体分布器，所述(X)2气体分布器设置在所述光生物反应器内并与位于所述光生物反应器外的所述(X)2供气装置管路连接。所述(X)2气体分布器可以采用任何合适的形状，更佳地，所述(X)2气体分布器是环形(X)2气体分布器。所述(X)2气体分布器可以采用任何合适的大小，更佳地，所述(X)2气体分布器的直径与所述光生物反应器的长或宽之比为0. 2 0. 6，与所述光生物反应器的底部相距10 50cm,且所述(X)2气体分布器上的孔隙直径为0. 2 2. 0mm。为了更好地培养微藻，更佳地，所述的利用微藻处理污水并生产生物油脂的系统还包括搅拌装置，所述搅拌装置包括驱动部件和与所述CO2气体分布器的数目相同的搅拌桨，所述搅拌桨设置在所述(X)2气体分布器的上方，所述驱动部件位于所述光生物反应器外并局部穿设所述光生物反应器连接所述搅拌桨。所述光生物反应器的容积可以任意，较佳地，所述光生物反应器的容积为IOOm3 10000m3。所述光生物反应器的形状可以是任何合适的形状，较佳地，所述光生物反应器是封闭槽式光生物反应器，且是至少两个U形连接形成的迂回曲折的槽体。所述封闭槽式光生物反应器可以透明，也可以不透明，更佳地，所述封闭槽式光生物反应器是透明的封闭槽式光生物反应器，可以采用玻璃或聚合物等其它透明材质，所述第一光源装置是太阳光光源和/或LED三色冷光源。例如所述太阳光光源可以采用菲涅尔聚光器进行太阳光的收集，所述LED三色冷光源可以是防水、防腐及防爆的LED红、橙和蓝三色冷光光源，功率为100 400W。所述积油罐可以透明，也可以不透明，更佳地，所述积油罐是透明的积油罐，所述第二光源装置是太阳光光源和/或LED三色冷光源。为了更好地控制培养温度，较佳地，所述的利用微藻处理污水并生产生物油脂的系统还包括温度控制装置，所述温度控制装置包括多级温控夹套或盘管，所述多级温控夹套或盘管设置在所述封闭槽式光生物反应器的外壁上。优选地，本专利技术的利用微藻处理污水并生产生物油脂的系统的升温方式为利用热电厂产生的余热或加热器进行升温。为了吸收掉培养微藻产生的氧气，较佳地，所述的利用微藻处理污水并生产生物油脂的系统还包括氧分离器，所述氧分离器内置于所述光生物反应器的顶端的气体收集管中。所述氧分离器优选为装有吸收氧气的强还原剂的装置。为了及时了解培养状况，较佳地，所述的利用微藻处理污水并生产生物油脂的系统还包括至少一个光敏探头、温度计、PH电极及溶氧电极，所述光敏探头、所述温度计、所述 PH电极及所述溶氧电极分别穿设所述光生物反应器的器壁且其探头部位位于所述光生物反应器内。所述(X)2供气装置可以是任何合适的装置，较佳地，所述(X)2供气装置包括工业(X)2废气储罐、空气压缩机和气体混合罐，所述工业(X)2废气储罐和所述空气压缩机分别气路连接所述气体混合罐，所述气体混合罐分别气路连接所述光生物反应器和所述积油罐。为了便于排出分离的污水，较佳地，所述第一藻液分离装置设置有第一出水口，所述第二藻液分离装置设置有第二出水口。为了将经光生物反应器培养的培养液中的污水去除，较佳地，所述的利用微藻处理污水并生产生物油脂的系统还包括澄清池，所述光生物反应器通过所述澄清池管路连接所述第一藻液分离装置。为了便于排出分离的污水，更佳地，所述澄清池设置有第三出水口。为了便于收集第二藻液分离装置分离的藻体，较佳地，所述的利用微藻处理污水并生产生物油脂的系统还包括收集罐，所述第二藻液分离装置管路连接所述收集罐。在本专利技术的第二方面，提供了一种采用上述的利用微藻处理污水并生产生物油脂的系统处理污水并生产生物油脂的方法，其特点是，在所述光生物反应器中接种微藻，所述 CO2供气装置提供15. 0% 30. 0% (v/v) CO2气体，所述污水沉淀池容纳市政污水和/或工业污水经污水处理厂处理后的二级出水，将所述二级出水和所述(X)2气体通入所述光生物反应器中培养所述微藻，所述光生物反应器的出水经所述第一藻液分离装置得到浓缩藻液，一部分所述浓缩藻液进入所述藻液混合罐与来自所述污水沉淀池的所述二级出水混合后进入所述光生物反应器，将所述二级出水和所述CO2气体通入所述积油罐，另一部分所述浓缩藻液进入所述积油罐进行培养，所述积油罐的出水经所述第二藻液分离装置得到用于提取藻油的本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：杨海麟，张玲，夏小乐，辛瑜，王武，李昌灵，李宇佶，
申请(专利权)人：江南大学，
类型：发明
国别省市：
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