[发明专利]利用猪场沼液养殖微藻并充分利用以制备生物油的方法

说明书

本发明提供一种利用猪场沼液养殖微藻并充分利用以制备生物油的方法，利用猪场沼液制备5‑20%的微藻培养液，并将微藻接种至培养液中进行培养；猪场沼液培养的微藻与石英砂按一定质量比研磨，加入有机溶剂进行萃取，实现微藻油脂的提取和藻渣的制备；微藻油脂通过酯化反应制得生物油；藻渣在裂解装置中在惰性气体的氛围下在300‑800℃的范围下热解，再次制得生物油。本发明在现有猪粪沼气工程的基础上利用猪场沼液进行微藻的培养，既实现了猪场沼液的净化处理，又为积累了大量的生物质能源；通过在沼液中加入添加剂，实现微藻在沼液中可生长的生物量和油脂含量的提升；并通过微藻的充分利用，提升沼液和微藻的能源化潜力，一定程度缓解能源问题。

技术领域

本发明涉及畜禽粪便处理能源化领域，具体涉及一种利用猪场沼液养殖微藻并充分利用以制备生物油的方法。

背景技术

目前，随着社会的进步和科技的发展，人们的生活水平不断提高，日常饮食中肉类所占比例越来越高，猪肉是人们最喜欢食用的肉类之一。伴随着猪肉的需求越来越高，养猪业的规模不断扩大，伴随而来的是猪场产生的猪粪排放的迅速增加。对于猪粪的处理，一般通过沼气工程来处理，但是沼气工程将导致大量的沼液的产生，而沼液的运输和处理成本均较高，可以实现沼液消纳的土地有限，且沼液长期灌溉土地易导致土地盐碱化、重金属超标等问题。

随着传统化石能源的枯竭和日益严重的环境污染，寻找一种清洁可再生的能源已经成为研究的热点。生物质是一种产量丰富、成本低、污染低的可再生能源。微藻是生物质能源中十分重要的一种，具有生长周期短、适应性强、光合效率高、不占用耕地、易于大规模养殖等多种优势。微藻在废水中培养，可以利用其中的氮磷等营养元素，使微藻可以积累丰富的脂质、蛋白质、碳水化合物等，还可以实现废水的处理。微藻中所含的脂质可以通过有机溶剂萃取的方式提取出来，在通过酯化反应即可制得生物油。

微藻通常可以采用热裂解、热液化等方式转化成生物燃料，热裂解是微藻转化为生物质燃料的一种常用方法，这种方法要求的装置简单、易于操作、可与检测仪器相连直接对产生的生物燃料进行成分分析。通过热裂解技术，既可以对微藻整体进行生物燃料的转化也可以对提脂后的微藻残渣进行生物燃料的转化，但目前还没有解决以上问题的有效方法。

发明内容

针对猪场沼液的处理可能造成土地盐碱化、重金属超标和营养成分浪费，以及当前日益严重的能源问题，本发明提供了一种利用猪场沼液养殖微藻并充分利用以制备生物油的方法。

本发明利用猪场沼液养殖微藻并充分利用以制备生物油的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1) 利用猪场沼液进行微藻的培养：以猪场中收集的沼液制备微藻培养液，进行微藻的接种培养；

(2) 对培养的微藻进行油脂的提取，得到藻渣和微藻油脂；

(3) 微藻油脂进行酯化反应得到生物油；

(4) 藻渣进行快速热裂解：将藻渣放入热裂解装置中于300℃-800℃的条件下进行快速热解，对产物进行收集处理，再次得到生物油。

进一步地，步骤（1）中以猪场沼液为原料的培养液通过以下方式制备：猪场沼液以6000-10000r/min的速度离心10-20分钟，取上清液保存于0-5℃的冰箱中，在容器中将培养液原液与去离子水和添加剂以一定的比例制备成5-20%的微藻培养液。

进一步地，步骤（1）中的添加剂为柠檬酸铁铵、磷酸氢二钾和七水硫酸镁的混合试剂，其中柠檬酸铁铵、磷酸氢二钾和七水硫酸镁的添加量范围均在0.01-1g/L内；制备完成后的微藻培养液的主要成分为1-100mg/L的NH₄⁺-N、1-10mg/L的PO₄^3-，其总的N元素含量在1-100mg/L，总P元素含量在1-10mg/L。