[实用新型]蓝藻废弃物生物质制取富氢气体与回收氮磷元素的装置

说明书

本实用新型涉及一种蓝藻废弃物生物质制取富氢气体与回收氮磷元素的装置，所述装置包括碱添加剂贮存罐、蓝藻废弃生物质原料池、高压柱塞泵、第一预热器、超临界水气化反应器、换热器、气液分离器、旋流分离器、蒸氨器、分缩冷凝器以及浓氨水储存罐，所述碱添加剂贮存罐位于蓝藻废弃生物质原料池的上方，用于添加碱添加剂，所述蓝藻废弃生物质原料池与第一预热器之间设置有高压柱塞泵，流体从第一预热器流出后依次经过换热器、气液分离器，流体从气液分离器的底部依次进入旋流分离器、蒸氨器、分缩冷凝器，最后到达浓氨水储存罐实现了蓝藻废弃生物质的无害化处置和资源化利用。

技术领域

本实用新型具体涉及一种蓝藻废弃物生物质制取富氢气体与回收氮磷元素的装置，属于有机废弃物处理与资源化利用领域。

背景技术

蓝藻水华是我国分布最广、危害最大的水华暴发类型，为了避免引起的水质和生态的持续恶化，打捞成为富营养化湖泊日常管护的重要措施，蓝藻废弃生物质随之产生。水体富营养化诱导了水华形成，其常态化暴发产生了大量难处理的蓝藻废弃生物质。蓝藻废弃生物质含水率高达90~98%，有机质、氮磷含量丰富，含有藻毒素成分。仅太湖2010年的微囊藻生物质打捞量就达到了67万吨，折算氮源为2200吨、磷源120吨；伴随打捞工作的日常化，总体量呈现持续增长的态势。

目前，蓝藻废弃生物质常用的处理工艺为填埋和厌氧发酵等，其处理效果均不同程度受制于水分难以脱出、氮磷含量丰富、含有藻毒素成分等特点，大部分被随意弃置于湖岸低洼区形成陈藻，不仅散发恶臭，藻体死亡腐烂后磷、藻毒素等污染物质急剧释放进入自然水体，极易引发二次污染，使得湖泊水华蓝藻持续性爆发。目前尚没有合理有效的处理处置方法。

超临界水气化技术是利用水在超临界条件下（T374.15℃，P＞22.12MPa）独特的理化性质，在部分氧参与条件下，有机物在均相超临界水环境下发生气化反应，生成以H₂、CH₄、CO等为主要成分的富氢气体。该技术在市政污泥、高浓度有机废水、生物质等方向的应用已见大量报道，被认为是未来可替代焚烧技术的废弃物/废水处理处置新技术。蓝藻废弃生物质有机质含量高，盐分含量低，具备通过超临界水气化技术实现资源化利用的潜质。

利用微囊藻生物质中难以脱除的水分在高温高压条件下形成超临界水环境，实现有机物与氧化剂的任意比例互溶，利用其高溶解能力和强氧化性，在促进剂的协同作用下快速分解有机物成分，产生氢气、生物柴油等可利用能源。超临界水气化技术应用于高含水率的微囊藻生物质，恰恰能够利用其中不易脱除的水分形成反应媒介，避免脱水过程产生的巨大能耗，转化为突出的技术优势。

此外，蓝藻废弃生物质中含有高浓度的有机氮和有机磷。有机氮经超临界水气化反应转化为具有热不稳定性的氨氮，主要富集在液相产物中，可利用超临界水气化工艺降温减压阶段的余热进行蒸氨回收；有机磷经超临界水气化反应后，大部分磷元素以与钙离子结合的稳定形态赋存于固相残留。一方面实现有效回收具有经济效益的氨，另一方面稳定了大量赋存的磷元素，进而实现富营养化水体氮磷污染负荷的有效削减。因此，迫切的需要一种新的方案解决上述技术问题。

实用新型内容

本发明正是针对现有技术中存在的问题，提供一种蓝藻废弃物生物质制取富氢气体与回收氮磷元素的方法，该方案结合蓝藻废弃生物质水分难以脱出、富含氮磷元素、含有藻毒素等特点，克服现有技术的不足，有效解决了废弃生物质，保护了环境。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下，一种蓝藻废弃物生物质制取富氢气体与回收氮磷元素的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

（1）将蓝藻废弃生物质与一定量的碱添加剂混合均匀，使pH为9.0~11.5；

（2）调节后蓝藻废弃生物质经高压柱塞泵输送至第一预热器，升温至150~350^oC；