[发明专利]一种电催化联合藻类参与含油废水利用的方法

说明书

本发明公开了一种电催化联合藻类参与含油废水利用的方法，选取藻类生物质，将含油废水和藻类生物质进行混合，将混合原料加入间歇式高温高压反应釜中，加入催化剂并密封处理后，将反应釜放入盐浴炉中加热以开始水热液化反应，获得水热液化反应的液相产物；将液相产物作为电催化的原料加入电解槽，在电解液的帮助下进行电催化，待反应结束收集上层油相，最终得到精制生物油。本发明的方法能提高藻类生物质利用，为有效利用含油废水废弃资源产生经济效益提供了有效途径。

技术领域

本发明属于藻类生物质利用和环境保护领域，特别涉及一种电催化联合藻类参与含油废水利用的方法。

背景技术

藻类等湿生物质的水热液化是生产可再生和可持续能源替代化石燃料的一种有前途的方法。水热液化是将湿生物质在中温200～380℃、高压5～20MPa下转化为类原油(生物油)的热解聚过程。在水热液化过程中，水为反应溶剂，有机溶剂为共溶剂(可参与或不参与反应)。生物质水热液化的产物包括油相(生物油，主要产物)、固相(生物炭)、气相、水相等多相。当藻类等湿生物质作为燃料生产的原料时，水热液化是一种较好的转化技术，因为该技术不需要能源密集型的脱水和干燥前处理工艺。由于这种节能特性，藻类水热液化作为一种生产藻类生物燃料的可行途径正在受到越来越多的关注。

含油废水是许多行业产生的副产品，包括石油和天然气、食品和饮料、航运和海运、制革、纺织、金属和机械加工等等。这些产品生产流程都是由许多物质链组成的一个非常复杂的系统，例如清洁产品的生产和下游化工过程的氧化还原行为，整个物质链体系产生大量的废物或价廉的副产物，给人类健康和环境造成很大的负面影响。含油废水中的油相一般有三种形态：浮上油，油滴直径大于100μm，易与废水分离；分散油，油滴大小在10～100μm之间，在水中漂流；乳化油，油滴直径小于10μm，不易与废水分离。油-水分离技术的选择和性能不仅取决于油滴的大小，也要考虑其他因素，如重金属和其他化学成分浓度等。这些包含油、水、脂肪酸、重金属以及添加剂等物质的含油废水如果处理不当，会对环境造成不利影响，而且如果不能回收含油废水，还会造成巨大的经济损失。

电催化是物质在溶剂和电解质的协同作用下在电极表面发生的电解与催化氧化和还原反应同时进行的过程。生物油因氧含量较高(以酮，酚，醛和酯的形式)，粘度、腐蚀性、硫含量、十六烷值和芳烃指标等与标准值尚有些差距，不符合标准值规范，所以不能直接作燃油使用，需要进一步的加工改质。生物油改质的主要手段是催化加氢，该方法的反应条件要求高，而且需要外供氢气，操作和设备的成本较高，很不经济。因此，不需要供氢设备的电催化方法具有极大的优势。

发明内容

本发明的目的是针对现有藻类生物质利用效率低、含油废水处理难但应用价值高的问题，提出一种电催化联合藻类参与含油废水利用的方法，综合考虑环境效益、能源效率和社会效应，为进一步提高藻类生物质利用提供了方法，为有效利用含油废水废弃资源产生经济效益提供了有效途径。

本发明的一种电催化联合藻类参与含油废水利用的方法，包括如下步骤：

步骤1，选取藻类生物质，将含油废水和藻类生物质按质量比为1:(0.5～2)进行混合，获得水热液化反应的混合原料；

步骤2，将混合原料加入间歇式高温高压反应釜中，加入催化剂并密封处理后，将反应釜放入盐浴炉中加热以开始水热液化反应，获得水热液化反应的液相产物；

步骤3，将液相产物作为电催化的原料加入电解槽，在电解液的帮助下进行电催化，待反应结束收集上层油相，最终得到精制生物油。

进一步，为了能够增大含有废水的处理量，将水热液化反应的液相产物与含油废水按体积比为1:(0.5～2)进行混合，并将混合物作为电催化的原料；

进一步，所述藻类生物质采用大型海藻或微藻，且藻类生物质无需干燥处理；

进一步，所述水热液化的反应条件为中温200～380℃，高压5～20MPa，反应时间30～60min；