行固定，气液分离系统22中将降压之后的气体经过气液分离器、吸附器脱水之后，再通过水冷器降温至25°C，经过精馏塔分离多余的氧气输入氧化剂供应系统中回用。分离后的气体输入二氧化碳回用系统5中回收CO2，二氧化碳回用系统5的出口连接光生物反应器2的CO2入口。气液分离系统22和二氧化碳回用系统5分离出的水进入储水池8中，可经过第三换热器20加热后进入超临界反应器9内的循环。
[0049]本实用新型实现上述系统的方法的步骤包括:
[0050]I)废水预处理:废水的进水通过预处理池1，在预处理池中除去无机颗粒、漂浮物、有害物质，并调节进水量、废水中的氮磷比例、PH值等要素，以适应菌藻共生系统的需要，加速微藻繁殖；微藻为小球藻、栅藻、螺旋藻中的一种或一种以上的混合物。
[0051]2)废水中培养微藻:在光生物反应器2中将菌藻与废水充分混合后，通入由超临界水氧化反应产生的CO2(体积分数为10% )，使菌藻共生系统能够良性增殖；其中，光生物反应器优选由多级相互连通的培养单元串联构成的密闭式光生物反应器，菌藻和废水的混合液在各级培养单元之间保持一定的流动性；第一级培养单元中设置搅拌设备；微藻在废水中利用废水中的氮磷营养元素及无机盐类等生长繁殖，固定了废水中的氮磷，增大了可利用生物量，提高了 COD值；
[0052]通过收集超临界水氧化反应释放的热量，提高光生物反应器2中的环境温度，通过回收的压力带动空气压缩机等制冷设备，降低光生物反应器2中的环境温度，最终将环境温度控制在适宜菌藻共生系统的温度范围内；
[0053]3)膜浓缩:光生物反应器2输出的含有大量微藻的混合液进入膜浓缩池3，膜浓缩池3的产水进入储水池8，浓水进入研磨设备7 ;
[0054]4)粉碎研磨:研磨设备7将浓水中的微藻、胶体、蛋白质等有机物研磨破碎成浆化物料；
[0055]5)启动反应器:在超临界反应器9启动之前，氧化剂通过增压栗11加压并通过第一预热器14加热，浆化物料通过第一高压栗16加压并通过第二预热器18加热，当氧化剂和浆化物料均达到超临界水氧化反应所需的压力和温度后，分别进入超临界反应器9中参与反应;
[0056]6)反应器稳定工作后:关闭第一预热器14和第二预热器18，将超临界蒸汽输出至第一换热器13、第二换热器17的外管入口，用以加热通过换热器内管的氧化剂和浆化物料；
[0057]7)产物回用:在超临界水氧化反应中，
[0058]i)热能回用:自超临界反应器9的顶部输出携带CO2的超临界蒸汽，输入环境温度调节系统6中，通过换热的方式对光生物反应器2进行加温；
[0059]ii)压力能回用:经过第一换热器13、第二换热器17等多路换热后输出的低温高压蒸汽进入压力能回收系统21回收压力，之后将回收的压力能转化为电能，将能量通过电能的方式储存起来，当需要时驱动环境温度调节系统6中的调温装置；
[0060]^1)0)2回用:回收压力能后的蒸汽进入气液分离系统22中回收水分，再进入二氧化碳回用系统5中回收CO2，并把CO2提供给光生物反应器2用于培养微藻；
[0061]iv)无机盐回用:对超临界反应器产出的无机盐进行分离，将微藻生长能够利用的无机盐回用到光生物反应器；
[0062]v)水回用:气液分离系统22分离出的水进入储水池8中，作为蒸发壁水回用。
[0063]当超临界反应器9为筒体内部同心设置蒸发壁的蒸发壁式反应器时，步骤iv)还包括使储水池8中的水先经过第三预热器29预热，再进入蒸发壁中；待超临界反应器9稳定运行后关闭第三预热器29，仅通过第三换热器20加热；第三换热器20通过超临界蒸汽供热，之后输出的低温高压蒸汽进入压力能回收系统21。
[0064]尽管为说明目的公开了本实用新型的实施例和附图，但是本领域的技术人员可以理解:在不脱离本实用新型及所附权利要求的精神和范围内，各种替换、变化和修改都是可能的，因此，本实用新型的范围不局限于实施例和附图所公开的内容。
【主权项】
1.一种利用菌藻提高低COD废水热值的超临界系统，其特征在于:它包括预处理池、光生物反应器、超临界水氧化系统、二氧化碳回用系统和环境温度调节系统，其中所述预处理池、光生物反应器和超临界水氧化系统依次连接； 所述预处理池用于去除对系统有害的物质、调节废水的进水量、氮磷比、pH值； 所述光生物反应器为相互连通的两级或两级以上的培养单元串联组合，所述二氧化碳回用系统为每个所述培养单元提供二氧化碳，所述环境温度调节系统将所述培养单元的温度控制在适宜菌藻共生系统的温度范围之内；第一级培养单元中设置菌藻添加装置，用于形成菌藻和废水的混合液，所述混合液在各培养单元之间具备一定流动性； 所述超临界水氧化系统包括氧化剂供应系统、物料输入系统、超临界水氧化反应器、压力能回收系统和气液分离系统，其中氧化剂供应系统连接所述超临界反应器的氧化剂入口，最后一级培养单元的输出端通过物料输入系统连接所述超临界反应器的物料入口 ；所述物料输入系统中包括浓缩设备和研磨设备；所述超临界反应器的超临界蒸汽出口分别连接氧化剂供应系统、物料输入系统和环境温度调节系统的热交换器的外管入口，热交换器的外管出口依次连接压力能回收系统和气液分尚系统； 所述压力能回收系统连接发电装置，所述发电装置为所述环境温度调节系统供电；所述气液分离系统的气体出口连接所述二氧化碳回用系统。2.如权利要求1所述的利用菌藻提高低COD废水热值的超临界系统，其特征在于:所述光生物反应器为密闭式光生物反应器，所述发电装置为所述光生物反应器提供光源。3.如权利要求1所述的利用菌藻提高低COD废水热值的超临界系统，其特征在于:最后一级培养单元与物料输入系统之间设置膜浓缩池，所述膜浓缩池的浓水出口连接所述物料输入系统，所述气液分离系统的液体出口和所述膜浓缩池的产水出口连接储水池的入水□ ο4.如权利要求3所述的利用菌藻提高低COD废水热值的超临界系统，其特征在于:所述膜浓缩池中设置多个介电电泳膜元件，所述介电电泳膜元件包括两片膜构成的封闭的产水腔，以及所述产水腔中设置的介电电泳电极组；介电电泳电极组包括一列或一列以上的叉指电极。5.如权利要求3或4所述的利用菌藻提高低COD废水热值的超临界系统，其特征在于:当所述超临界反应器为蒸发壁式反应器时，其包括在筒体内部同心设置的蒸发壁，所述蒸发壁与筒体之间有环状封闭的狭隙；所述储水池的出水口通过换热器连接所述狭隙的入水口，所述换热器的外管入口连接所述超临界蒸汽出口，外管出口连接所述压力能回收系统。6.如权利要求1或2或3或4所述的利用菌藻提高低COD废水热值的超临界系统，其特征在于:所述超临界反应器的筒体底部设置放净口，所述放净口旁边连接一个或一个以上的液相出口 ；所述液相出口为一伸入筒体内部的竖管，在筒体内部液相出口的端口高于放净口的端口。7.如权利要求6所述的利用菌藻提高低COD废水热值的超临界系统，其特征在于:液相出口的端口与放净口的端口高度差为30mm-150mm。
【专利摘要】本实用新型涉及一种利用菌藻提高低COD废水热值的超临界系统，它包括预处理池、光生物反应器、超临界水氧化系统、二氧化碳回用系统和环境温度调节系统，其中所述预处理池、光生物反应器和超临界水氧化系统依次连接。本实用新型的系统通过将超临界水氧化系统输出的CO2通入培养对氮磷去除率高的微藻的光生物反应器进行光合固碳，并将回收的热能和压力能用于温度调控，来克服微藻生长的季节性限制；由光生物反应器输出的微藻作为碳源参与超临界水氧化反应的利用生物碳源处理低COD废水，使低COD废水能达到超临界水氧化反应的反应条件，使系统的超临界水氧化反应能够自我维持。
【IPC分类】C02F9/14
【公开号】CN205061828
【申请号】CN201520827963
【发明人】王冰, 马英霞, 郭仕鹏
【申请人】王冰
【公开日】2016年3月2日
【申请日】2015年10月22日