[发明专利]一种基于微藻及其水热液化生物炭的污水强化处理方法

说明书

本发明公开了一种基于微藻及其水热液化生物炭的污水强化处理方法，利用低脂藻与待净化污水共同养殖，完成对污水的一次净化；对养殖的低脂藻进行水热液化获得生物炭，对生物炭采用同步活化‑磁化法进行处理，形成具有高吸附性能的磁性复合材料；将磁性复合材料用于对一次净化后的污水进行二次净化。本发明利用低脂藻及其固相产物对污水进行分段净化，实现对污水的深层净化。

技术领域

本发明属于环境修复与污水处理领域，具体涉及一种基于微藻及其水热液化生物炭的污水强化处理方法。

背景技术

随着社会经济的不断发展及人类对一些化学用品的滥用，富含氮磷、重金属及抗生素的污水不断产生，而富含这几类污染物的污水利用传统的生物处理工艺较难处理，且存在二次污染等问题。微藻作为一种可快速繁殖的光合自养型生物，可以用来去除污水中富集的氮、磷等营养物质，并以有机物的形式将其储存在藻细胞中。同时，由于微藻具有吸收污水中重金属的能力，利用微藻修复重金属污染的水体已为众多的研究证明具有高效、低耗、环保等特点。水热液化是一种高效实用的生物质转化手段,它能直接将含水量高的海藻、污泥、动物粪便等生物质原料高效转化为生物油等液体燃料,具有无须干燥、节省能耗等优势。水热液化生物炭是生物质水热液化过程中产生的固体残渣，具有比表面积较低(10m²·g^-1),孔隙结构不发达等特点，这限制了水热液化生物炭在环境修复领域方面的应用。

现有技术中虽然提出了利用微藻进行循环利用的系统，但是目前的主要技术方案是将养殖的微藻作为原料与污泥按比例配比后输入水热液化反应器，将水热液化反应器热解产物中的液相输入到微藻养殖装置，与污水按比例混合后作为微藻培育的原料，对污水净化，避免液相中的碳氮磷元素的排放，但是本方法的缺点是对污水中COD(化学需氧量)的去除效果较差，且对水热液化产物未能进行充分利用。

由现状可知，目前污水处理方面并不具备综合指数很高的处理方法，亟需进一步对污水处理方法进行研究完善。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本发明提出了一种基于微藻及其水热液化生物炭的污水强化处理方法，能够更加充分有效地去除污水中的污染物并且提高过程的经济性。

本发明所采用的技术方案如下：

一种基于微藻及其水热液化生物炭的污水强化处理方法，利用低脂藻与待净化污水共同养殖，完成对污水的一次净化；对养殖的低脂藻进行水热液化获得生物炭，对生物炭采用同步活化-磁化法进行处理，形成具有高吸附性能的磁性复合材料；将磁性复合材料用于对一次净化后的污水进行二次净化。

进一步，一次净化的过程为：将低脂藻种子液与预处理后的污水按比例混合后放入光生物反应器内进行养殖，利用絮凝沉降法收集养殖后的低脂藻并分离出一次净化水；

进一步，获得生物炭的方法为：对低脂藻进行水热预处理，对水热预处理后的低脂藻进行水热液化并提取固相产物，干燥后获得生物炭；

进一步，所述同步活化-磁化法的过程为：将生物炭进行研磨，并将质量比为5:1:5的生物炭、FeCl₃·6H₂O、ZnCl₂均匀混合在去离子水中获得混合液，并对混合液进行活化处理获得磁性复合材料。

进一步，二次净化的方法为：将磁性复合材料与去离子水定容制得浓度为500mg/L的吸附剂储备液，再将吸附剂储备液与一次净化后的污水以1:10的体积比进行混合，并在30℃温度下以150转/分钟的速度振荡24小时，确保达到吸附平衡，从而实现对污水的二次净化。

进一步，利用磁性分离法对二次净化中的磁性复合材料进行提取。

进一步，所述低脂藻包括螺旋藻、小球藻和栅藻。

本发明的有益效果：