專利名稱：利用城市生活污水培養(yǎng)微藻生產(chǎn)生物柴油的方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種生產(chǎn)生物柴油的方法及系統(tǒng)，尤其涉及一種利用城市生活污水培養(yǎng)微藻生產(chǎn)生物柴油的方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
能源危機(jī)關(guān)系到人類未來(lái)的發(fā)展，因此新能源的開(kāi)發(fā)引起了人們?cè)絹?lái)越多的重視。與能源危機(jī)并行的另一大危機(jī)是水資源與水質(zhì)危機(jī)。淡水資源短缺是制約我國(guó)未來(lái)發(fā)展的主要瓶頸之一。污水再生利用是解決這一問(wèn)題的重要途徑，而水體富營(yíng)養(yǎng)化控制是再生水回用于景觀水體時(shí)需要解決的首要問(wèn)題。因此，在污水處理廠的二級(jí)和三級(jí)處理中，需要高效去除污水中的氮磷。利用城市生活污水培養(yǎng)高脂肪含量微藻生產(chǎn)生物柴油，具有能源生產(chǎn)力高，占地面積相對(duì)較小和不向大氣中凈排放CO2等優(yōu)勢(shì)，成為當(dāng)前國(guó)際新能源和環(huán)境領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)和前沿。目前，國(guó)內(nèi)也有一些研究機(jī)構(gòu)在從事微藻生物質(zhì)能源的相關(guān)研究，但主要是以污水處理廠二級(jí)出水為培養(yǎng)基培養(yǎng)微藻，吸收外界發(fā)電廠廢氣中的CO2作為微藻生長(zhǎng)的碳源。這些工藝需要采用不停去通入O2，并未解決污水處理廠曝氣設(shè)備能耗大，剩余污泥量大的問(wèn)題，同時(shí)存在著一些局限性，如二級(jí)出水氮磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量低不利于微藻大量生長(zhǎng)繁殖，太陽(yáng)光不能透射到微藻生長(zhǎng)反應(yīng)裝置底部不利于微藻光合作用，發(fā)電廠廢氣能夠提供的碳源有限。導(dǎo)致利用城市生活污水培養(yǎng)高脂肪含量微藻生產(chǎn)生物柴油難以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的技術(shù)問(wèn)題是:構(gòu)建一種利用城市生活污水培養(yǎng)微藻生產(chǎn)生物柴油的方法及系統(tǒng)，不需要曝氣設(shè)備供氧，節(jié)約能源；同時(shí)，對(duì)微藻進(jìn)行大規(guī)模培養(yǎng)，最終使生物柴油產(chǎn)業(yè)化。

本發(fā)明的技術(shù)方案是:提供一種利用城市生活污水培養(yǎng)微藻生產(chǎn)生物柴油的方法，包括如下步驟:
降解有機(jī)廢水并培養(yǎng)微藻:微藻通過(guò)光合作用，利用污水中的CO2及包括氮磷的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)合成藻體自身細(xì)胞物質(zhì)并釋放出O2，加入的菌株群利用水中O2對(duì)有機(jī)污染物進(jìn)行降解，為微藻生長(zhǎng)提供營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，以維持微藻的生長(zhǎng)繁殖；
收集微藻:采用濾膜收集微藻，實(shí)現(xiàn)藻水分離；
生成生物柴油:對(duì)收集的微藻采用超聲波破碎微波輔助法提取油脂，在堿性條件下加入甲醇或者乙醇作為催化劑將油脂轉(zhuǎn)化為脂肪酸甲酯，再向反應(yīng)體系中加入乙醚和鹽溶液混合后分層，分離出乙醚相后再進(jìn)行真空蒸餾獲得生物柴油。本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是:在降解有機(jī)廢水并培養(yǎng)微藻步驟前，還包括去除雜藻，在初沉池中，根據(jù)原水水質(zhì)和原有藻種種類判斷是否需要除去城市生活污水中的雜藻，若需要?jiǎng)t除去城市生活污水中的雜藻；
本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是:在降解有機(jī)廢水并培養(yǎng)微藻步驟中，采用超聲波或磁場(chǎng)中的一種或幾種方法刺激微藻生長(zhǎng)。本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是:使用超聲波去除雜藻時(shí)，超聲頻率為10 kHz至100kHz，超聲功率為100-200W，超聲波作用時(shí)間為I分鐘至10分鐘；使用磁場(chǎng)刺激微藻生長(zhǎng)時(shí)，磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度為5_50mT,磁場(chǎng)中停留時(shí)間為I小時(shí)至10小時(shí)，藻液流量為100-200mL/ 分鐘。本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是:所述微藻是經(jīng)過(guò)誘變馴化的小球藻、柵列藻、新月藻、杜氏藻藻種中的一種或幾種。本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是:所述菌株為鄰單胞菌屬、假單胞菌屬、氣單胞菌屬、黃單胞菌屬等能夠高效降解有機(jī)物的細(xì)菌菌種中的一種或幾種；
本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是:采用濾膜孔徑為0.5微米至2.5微米的膜收集微藻。本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是:在生成生物柴油步驟中，藻渣通過(guò)厭氧消化的方式生產(chǎn)生物質(zhì)能源，厭氧消化后的殘余物作為有機(jī)肥。本發(fā)明的技術(shù)方案是:構(gòu)建一種利用城市生活污水培養(yǎng)微藻生產(chǎn)生物柴油的系統(tǒng)，包括接納城市生活污水的初沉池、降解有機(jī)廢水的菌株、培養(yǎng)微藻的菌藻共生單元、收集組件、生成生物柴油的生成單元，所述菌藻共生單元中采用具有高效降解能力的菌株降解城市生活污水，城市生活污水中的微藻通過(guò)光合作用利用污水中的CO2及包括氮磷的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)合成藻體自身細(xì)胞物質(zhì)并釋放出O2，加入的菌株群則利用水中O2對(duì)有機(jī)污染物進(jìn)行降解，為微藻生長(zhǎng)提供營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，以維持微藻的生長(zhǎng)繁殖；所述菌藻共生單元包括光合作用組件，所述光合作用組件為微藻生長(zhǎng)提供光照；所述收集組件收集微藻，所述生成單元對(duì)收集的高脂肪微藻采用超聲波破碎微波輔助法提取油脂，在堿性條件下加入甲醇或者乙醇作為催化劑將油脂轉(zhuǎn)化為脂肪酸甲酯，再向反應(yīng)體系中加入乙醚和鹽溶液混合后分層，分離出乙醚相后再進(jìn)行真空蒸餾獲得生物柴油。本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是:還包括雜藻去除單元，在初沉池中，雜藻去除單元除去城市生活污水中的雜藻，所述雜藻去除單元為第一超聲波組件。本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是:所述菌藻共生單元還包括刺激微藻生長(zhǎng)的刺激組件，所述刺激組件為第二超聲波組件或磁場(chǎng)組件。本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是:所述光合作用組件包括太陽(yáng)光光纖導(dǎo)入器及光纖、光反射裝置以及人工光源LED燈中的一種或多種。本發(fā)明的技術(shù)效果是:本發(fā)明構(gòu)建一種利用城市生活污水培養(yǎng)微藻生產(chǎn)生物柴油的方法及系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)污水處理系統(tǒng)從處理工藝向生產(chǎn)工藝的轉(zhuǎn)化，城市生活污水里的有機(jī)物、氮磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量高有利于微藻大量繁殖，實(shí)現(xiàn)了污水由污染物向微藻生長(zhǎng)原料的轉(zhuǎn)化；菌藻共生系統(tǒng)的建立將CO2循環(huán)和O2循環(huán)緊密聯(lián)系起來(lái)，使得微藻生長(zhǎng)不再依靠外界提供碳源，同時(shí)曝氣池中曝氣系統(tǒng)的減少使得生產(chǎn)成本相對(duì)較低；太陽(yáng)光導(dǎo)入組件使得曝氣池中光照充分有利于微藻的光合作用；高效降解菌株的使用使得后續(xù)污泥量少。


圖1為本發(fā)明的流程圖。

圖2為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案進(jìn)一步說(shuō)明。如圖1所示，本發(fā)明的具體實(shí)施方式
是:提供一種利用城市生活污水培養(yǎng)微藻生產(chǎn)生物柴油的方法，包括如下步驟:
步驟100:降解有機(jī)廢水并培養(yǎng)微藻，即:采用具有高效降解能力的菌株降解有機(jī)廢水，微藻通過(guò)光合作用利用污水中的CO2和氮磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，合成藻體自身細(xì)胞物質(zhì)并釋放出O2，菌株群則利用水中O2對(duì)有機(jī)污染物進(jìn)行降解，為微藻生長(zhǎng)提供必須的碳源、氮源、無(wú)機(jī)鹽等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，以維持微藻的生長(zhǎng)繁殖。具體實(shí)施過(guò)程如下:對(duì)城市生活污水具有高效降解能力的菌株包含菌株T2、菌株T5和T8，T2和Τ5為鄰單胞菌屬，Τ8為假單胞菌屬，對(duì)COD的平均去除率為95.8%。所述菌藻共生系統(tǒng)為微藻通過(guò)光合作用利用污水中的CO2和氮磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，合成自身細(xì)胞物質(zhì)并釋放出02。菌株群則利用水中O2對(duì)有機(jī)污染物進(jìn)行降解，為微藻生長(zhǎng)提供必須的碳源、氮源、無(wú)機(jī)鹽等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，以維持微藻的生長(zhǎng)繁殖，如此循環(huán)往復(fù)，實(shí)現(xiàn)污水的生物凈化作用。具體實(shí)施例中，所述微藻是經(jīng)過(guò)誘變馴化的小球藻、柵列藻、新月藻、杜氏藻中的一種或幾種，所述菌株為鄰單胞菌屬、假單胞菌屬、氣單胞菌屬、黃單胞菌屬等能夠高效降解有機(jī)物的細(xì)菌菌種中的一種或幾種。

步驟200:收集微藻，即:采用濾膜收集微藻，實(shí)現(xiàn)藻水分離。具體實(shí)施過(guò)程如下:采用濾膜孔徑為0.5-2.5μπι的膜法收集微藻，操作壓力為
0.01至0.1MPa,進(jìn)料流量為100至800L.h—1，溫度為20_40°C，pH值為5_8。在該條件下的穩(wěn)定通量達(dá)到50至80 L *h_1.πΓ2。經(jīng)過(guò)l-5h的過(guò)濾,藻液中的藻密度可達(dá)I X IO8個(gè)^mL4,對(duì)微藻的截留率達(dá)到99.9%以上，實(shí)現(xiàn)藻水分離的目的。步驟300:生成生物柴油，即:對(duì)收集的高脂肪微藻采用超聲波破碎微波輔助法提取油脂，在堿性條件下加入甲醇或者乙醇作為催化劑將油脂轉(zhuǎn)化為脂肪酸甲酯，再向反應(yīng)體系中加入乙醚和鹽溶液混合后分層，分離出乙醚相后再進(jìn)行真空蒸餾獲得生物柴油。具體實(shí)施過(guò)程如下:采用超聲波破碎微波輔助法提取油脂，溫度80-150°C，時(shí)間5-20min,溶劑氯仿\甲醇配比1:2,液料比20:1,提取次數(shù)1_5次。在堿性條件下加入甲醇或者乙醇作為催化劑將油脂轉(zhuǎn)化為脂肪酸甲酯，再向反應(yīng)體系中加入乙醚和鹽溶液混合后分層，分離出乙醚相后再進(jìn)行真空蒸餾即可獲得生物柴油。藻渣通過(guò)厭氧消化的方式生產(chǎn)甲烷、氫氣等生物質(zhì)能源，厭氧消化后的殘余物含有少量的氮和磷，可以作為有機(jī)肥料供農(nóng)作物生長(zhǎng)。本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式是:還包括去除雜藻，即:在初沉池中，根據(jù)原水水質(zhì)和原有藻種種類判斷是否需要除去城市生活污水中的雜藻，若需要除去城市生活污水中的雜藻，則先去除雜藻。具體實(shí)施過(guò)程為:采用一定頻率的超聲波所產(chǎn)生的震蕩波，作用于微藻的外壁使之破裂直至死亡。城市生活污水進(jìn)入初沉池時(shí)利用超聲波將污水中原有雜藻殺死，防止雜藻影響后續(xù)工藝中微藻的生長(zhǎng)。本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式是:在降解有機(jī)廢水并培養(yǎng)微藻步驟中，采用超聲波或磁場(chǎng)刺激微藻生長(zhǎng)。具體實(shí)施例為:使用超聲波去除雜藻時(shí)，超聲頻率為10 kHz至100kHz，超聲功率為100-200W，超聲波作用時(shí)間為I分鐘至10分鐘；使用磁場(chǎng)去除雜藻時(shí)，磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度為5-50mT，磁場(chǎng)中停留時(shí)間為I小時(shí)至10小時(shí)，藻液流量為100_200mL/分鐘。實(shí)施過(guò)程中，保持光照強(qiáng)度為5-lOkLx對(duì)藻液循環(huán)處理。如圖2所示，本發(fā)明的技術(shù)方案是:構(gòu)建一種利用城市生活污水培養(yǎng)微藻生產(chǎn)生物柴油的系統(tǒng)，包括接納城市生活污水的初沉池1、雜藻去除單元2、降解有機(jī)廢水的菌株
3、培養(yǎng)微藻的菌藻共生單元4、收集組件5、生成生物柴油的生成單元6，在初沉池I中，雜藻去除單元2除去城市生活污水中的雜藻，針對(duì)除去雜藻后的城市生活污水，采用具有高效降解能力的菌株3降解有機(jī)廢水，微藻通過(guò)光合作用利用污水中的CO2和氮磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，合成藻體自身細(xì)胞物質(zhì)并釋放出O2，菌株群則利用水中O2對(duì)有機(jī)污染物進(jìn)行降解，為微藻生長(zhǎng)提供必須的碳源、氮源、無(wú)機(jī)鹽等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，以維持微藻的生長(zhǎng)繁殖；所述菌藻共生單元4包括光合作用組件7，所述光合作用組件7通過(guò)光合作用照射城市生活污水；所述收集組件5收集微藻，所述生成單元6對(duì)收集的高脂肪微藻采用超聲波破碎微波輔助法提取油月旨，在堿性條件下加入甲醇或 者乙醇作為催化劑將油脂轉(zhuǎn)化為脂肪酸甲酯，再向反應(yīng)體系中加入乙醚和鹽溶液混合后分層，分離出乙醚相后再進(jìn)行真空蒸餾獲得生物柴油。具體實(shí)施過(guò)程如下:在初沉池I中，雜藻去除單元2除去城市生活污水中的雜藻，具體實(shí)施例中，采用一定頻率的超聲波所產(chǎn)生的震蕩波，作用于微藻的外壁使之破裂直至死亡。城市生活污水進(jìn)入初沉池時(shí)利用超聲波將污水中原有雜藻殺死，防止雜藻影響后續(xù)工藝中微藻的生長(zhǎng)。對(duì)城市生活污水具有高效降解能力的菌株包含菌株T2、菌株T5和T8，T2和T5為鄰單胞菌屬，T8為假單胞菌屬，對(duì)COD的平均去除率為95.8%。所述菌藻共生系統(tǒng)為微藻通過(guò)光合作用利用污水中的CO2和氮磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，合成自身細(xì)胞物質(zhì)并釋放出
02。菌株群則利用水中O2對(duì)有機(jī)污染物進(jìn)行降解，為微藻生長(zhǎng)提供必須的碳源、氮源、無(wú)機(jī)鹽等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，以維持微藻的生長(zhǎng)繁殖，如此循環(huán)往復(fù)，實(shí)現(xiàn)污水的生物凈化作用。具體實(shí)施例中，所述微藻是經(jīng)過(guò)誘變馴化的小球藻、柵列藻、新月藻、杜氏藻等藻種中的一種或幾種；所述菌株為鄰單胞菌屬、假單胞菌屬、氣單胞菌屬、黃單胞菌屬等能夠高效降解有機(jī)物的細(xì)菌菌種中的一種或幾種。具體實(shí)施例中，所述促進(jìn)光合作用組件7包括太陽(yáng)光光纖導(dǎo)入器及光纖、光反射裝置以及人工光源LED燈，為微藻生長(zhǎng)提供光照。所述收集組件5采用濾膜孔徑為0.5-2.5 μ m的膜法收集微藻，操作壓力為0.01至0.1MPa,進(jìn)料流量為100至800L.IT1，溫度為20-40°C，pH值為5-8。在該條件下的穩(wěn)定通量達(dá)到50至80 L.h—1.πΓ2。經(jīng)過(guò)l_5h的過(guò)濾，藻液中的藻密度可達(dá)IX IO8個(gè)對(duì)微藻的截留率達(dá)到99.9%以上，實(shí)現(xiàn)藻水分離的目的。所述生成單元采用干法油脂分提，溫度80-150°C，時(shí)間5-20min，溶劑氯仿\甲醇配比1:2，液料比20:1，提取次數(shù)1-5次。在堿性條件下加入甲醇或者乙醇作為催化劑將油脂轉(zhuǎn)化為脂肪酸甲酯，再向反應(yīng)體系中加入乙醚和鹽溶液混合后分層，分離出乙醚相后再進(jìn)行真空蒸餾即可獲得生物柴油。藻渣通過(guò)厭氧消化的方式生產(chǎn)甲烷、氫氣等生物質(zhì)能源，厭氧消化后的殘余物含有少量的氮和磷，可以作為有機(jī)肥料供農(nóng)作物生長(zhǎng)。本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式是:所述雜藻去除單元2為第一超聲波組件。第一超聲波組件采用一定頻率的超聲波所產(chǎn)生的震蕩波，作用于微藻的外壁使之破裂直至死亡。城市生活污水進(jìn)入初沉池時(shí)利用超聲波將污水中原有雜藻殺死，防止雜藻影響后續(xù)工藝中微藻的生長(zhǎng)。
本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式是:還包括刺激微藻生長(zhǎng)的刺激組件8，所述刺激組件為超聲波組件或磁場(chǎng)組件。在降解有機(jī)廢水并培養(yǎng)微藻步驟中，采用超聲波或磁場(chǎng)刺激微藻生長(zhǎng)。具體實(shí)施例為:使用超聲波去除雜藻時(shí)，超聲頻率為10 kHz至100kHz，超聲功率為100-200W，超聲波作用時(shí)間為I分鐘至10分鐘；使用磁場(chǎng)去除雜藻時(shí)，磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度為5-50mT，磁場(chǎng)中停留時(shí)間為I小時(shí)至10小時(shí)，藻液流量為100_200mL/分鐘。實(shí)施過(guò)程中，保持光照強(qiáng)度為5-lOkLx對(duì)藻液循環(huán)處理。本發(fā)明的技術(shù)效果是:本發(fā)明構(gòu)建一種利用城市生活污水培養(yǎng)微藻生產(chǎn)生物柴油的方法及系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)污水處理系統(tǒng)從處理工藝向生產(chǎn)工藝的轉(zhuǎn)化，城市生活污水里的有機(jī)物、氮磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量高有利于微藻大量繁殖，實(shí)現(xiàn)了污水由污染物向微藻生長(zhǎng)原料的轉(zhuǎn)化；菌藻共生系統(tǒng)的建立將CO2循環(huán)和O2循環(huán)緊密聯(lián)系起來(lái)，使得微藻生長(zhǎng)不再依靠外界提供碳源，同時(shí)曝氣池中曝氣系統(tǒng)的減少使得生產(chǎn)成本相對(duì)較低；促進(jìn)光合作用組件使得曝氣池中光照充分有利于微藻的光合作用；高效降解菌株的使用使得后續(xù)污泥量少。以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實(shí)施只局限于這些說(shuō)明。對(duì)于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思 的前提下，還可以做出若干簡(jiǎn)單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種利用城市生活污水培養(yǎng)微藻生產(chǎn)生物柴油的方法，包括如下步驟: 降解有機(jī)廢水并培養(yǎng)微藻:微藻通過(guò)光合作用，利用污水中的CO2及包括氮磷的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)合成藻體自身細(xì)胞物質(zhì)并釋放出O2，加入的菌株群利用水中O2對(duì)有機(jī)污染物進(jìn)行降解，為微藻生長(zhǎng)提供營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，以維持微藻的生長(zhǎng)繁殖； 收集微藻:采用濾膜收集微藻，實(shí)現(xiàn)藻水分離； 生成生物柴油:對(duì)收集的微藻采用超聲波破碎微波輔助法提取油脂，在堿性條件下加入甲醇或者乙醇作為催化劑將油脂轉(zhuǎn)化為脂肪酸甲酯，再向反應(yīng)體系中加入乙醚和鹽溶液混合后分層，分離出乙醚相后再進(jìn)行真空蒸餾獲得生物柴油。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述利用城市生活污水培養(yǎng)微藻生產(chǎn)生物柴油的方法，其特征在于，在降解有機(jī)廢水并培養(yǎng)微藻步驟前，還包括去除雜藻，在初沉池中，根據(jù)原水水質(zhì)和原有藻種種類判斷是否需要除去城市生活污水中的雜藻，若需要?jiǎng)t除去城市生活污水中的雜藻。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述利用城市生活污水培養(yǎng)微藻生產(chǎn)生物柴油的方法，其特征在于，在降解有機(jī)廢水并培養(yǎng)微藻步驟中，采用超聲波或磁場(chǎng)中的一種或幾種方法刺激微藻生長(zhǎng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述利用城市生活污水培養(yǎng)微藻生產(chǎn)生物柴油的方法，其特征在于，使用超聲波去除雜藻時(shí)，超聲頻率為10 kHz至IOOkHz，超聲功率為100-200W，超聲波作用時(shí)間為I分鐘至10分鐘；使用磁場(chǎng)刺激微藻生長(zhǎng)時(shí),磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度為5_50mT,磁場(chǎng)中停留時(shí)間為I小時(shí)至10小時(shí)，藻液流量為100-200mL/分鐘。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述利用城市生活污水培養(yǎng)微藻生產(chǎn)生物柴油的方法，其特征在于，所述微藻是經(jīng)過(guò)誘變馴化的小球藻、柵列藻、新月藻、杜氏藻藻種中的一種或幾種。
6.根據(jù)權(quán)利要求 1所述利用城市生活污水培養(yǎng)微藻生產(chǎn)生物柴油的方法，其特征在于，所述菌株為鄰單胞菌屬、假單胞菌屬、氣單胞菌屬、黃單胞菌屬等能夠高效降解有機(jī)物的細(xì)菌菌種中的一種或幾種。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述利用城市生活污水培養(yǎng)微藻生產(chǎn)生物柴油的方法，其特征在于，采用濾膜孔徑為0.5微米至2.5微米的膜收集微藻。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述利用城市生活污水培養(yǎng)微藻生產(chǎn)生物柴油的方法，其特征在于，在生成生物柴油步驟中，藻渣通過(guò)厭氧消化的方式生產(chǎn)生物質(zhì)能源，厭氧消化后的殘余物作為有機(jī)肥。
9.一種利用城市生活污水培養(yǎng)微藻生產(chǎn)生物柴油的系統(tǒng)，其特征在于，包括接納城市生活污水的初沉池、降解有機(jī)廢水的菌株、培養(yǎng)微藻的菌藻共生單元、收集組件、生成生物柴油的生成單元，所述菌藻共生單元中采用具有高效降解能力的菌株降解城市生活污水，城市生活污水中的微藻通過(guò)光合作用利用污水中的CO2及包括氮磷的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)合成藻體自身細(xì)胞物質(zhì)并釋放出02，加入的菌株群則利用水中O2對(duì)有機(jī)污染物進(jìn)行降解，為微藻生長(zhǎng)提供營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，以維持微藻的生長(zhǎng)繁殖；所述菌藻共生單元包括光合作用組件，所述光合作用組件為微藻生長(zhǎng)提供光照；所述收集組件收集微藻，所述生成單元對(duì)收集的高脂肪微藻采用超聲波破碎微波輔助法提取油脂，在堿性條件下加入甲醇或者乙醇作為催化劑將油脂轉(zhuǎn)化為脂肪酸甲酯，再向反應(yīng)體系中加入乙醚和鹽溶液混合后分層，分離出乙醚相后再進(jìn)行真空蒸餾獲得生物柴油。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述一種利用城市生活污水培養(yǎng)微藻生產(chǎn)生物柴油的系統(tǒng)，其特征在于，還包括雜藻去除單元，在初沉池中，雜藻去除單元除去城市生活污水中的雜藻，所述雜藻去除單元為第一超聲波組件。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述一種利用城市生活污水培養(yǎng)微藻生產(chǎn)生物柴油的系統(tǒng)，其特征在于，所述菌藻共生單元還包括刺激微藻生長(zhǎng)的刺激組件，所述刺激組件為第二超聲波組件或磁場(chǎng)組件。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述一種利用城市生活污水培養(yǎng)微藻生產(chǎn)生物柴油的系統(tǒng)，其特征在于，所述光合作用組件包括太陽(yáng)光光纖導(dǎo)入器及光纖、光反射裝置以及人工光源LED燈中的一種或多種。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種利用城市生活污水培養(yǎng)微藻生產(chǎn)生物柴油的方法及系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)污水處理系統(tǒng)從處理工藝向生產(chǎn)工藝的轉(zhuǎn)化，城市生活污水里的有機(jī)物、氮磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量高有利于微藻大量繁殖，實(shí)現(xiàn)了污水由污染物向微藻生長(zhǎng)原料的轉(zhuǎn)化；菌藻共生系統(tǒng)的建立將CO2循環(huán)和O2循環(huán)緊密聯(lián)系起來(lái)，使得微藻生長(zhǎng)不再依靠外界提供碳源，同時(shí)曝氣池中曝氣系統(tǒng)的減少使得生產(chǎn)成本相對(duì)較低；促進(jìn)光合作用組件使得曝氣池中光照充分有利于微藻的光合作用；高效降解菌株的使用使得后續(xù)污泥量少。
文檔編號(hào)C10L1/02GK103113932SQ20131004033
公開(kāi)日2013年5月22日 申請(qǐng)日期2013年2月1日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月1日
發(fā)明者金文標(biāo) 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)深圳研究生院