[0036]如未特别说明，【具体实施方式】中所采用的手段均为本领域常规的技术手段。
[0037]实施例1
[0038]如图1，进行回收利用水热液化废水中营养元素并生产生物质原料的设备包括:光合细菌培养器4、微藻培养器5、光合细菌过滤单元、微藻过滤单元、进气单元；
[0039]光合细菌培养器4为圆柱形透光有机玻璃容器，设置有废水进口 I和出水口 2，光合细菌培养器4底部设置有用于通入空气用的曝气盘3，曝气盘3与空气进气管路15连接。于距离培养器底部15?20cm处设置废水进水1，于略高于曝气盘处设置(距离底部内侧
1.5?2cm)出水口 2，使两者呈轴线对称分布。
[0040]微藻培养器5为圆柱形透光有机玻璃容器，设置有进水口 6和藻液进口 7，微藻培养器5底部设置有用于通入CO2和空气混合气用的曝气盘3，曝气盘3与混合气进气管路8连接。于距离培养器底部15?20cm处设置进水口 6，于略高于曝气盘3处设置(距离底部内侧1.5?2cm)出液管路，使两者呈轴线对称分布。
[0041]光合细菌过滤单元包括:由软管依次连接的隔膜泵12、转子流量计、真空压力表10和光合细菌过滤单元的内压式中空纤维膜组件11而构成，隔膜泵12用于输送光合细菌培养器4中的原液至内压式中空纤维膜组件，转子流量计用于调节输送液体的流量和压力；光合细菌培养器4中的原液在内压式中空纤维膜组件中分离，经过超滤后的水热液化废水稀释液从光合细菌过滤单元的清液出口 111进入微藻培养器5，光合细菌浓缩液经光合细菌过滤单元的浓缩液出口 112流出。该内压式中空纤维膜组件最大反洗压力为
0.15MPa。微藻培养器5出液管路连接微藻过滤单元，其包括微藻过滤单元的内压式中空纤维膜组件19，其他组件的设置和光合细菌过滤单元一样。微藻培养器5中的原液在内压式中空纤维膜组件中分离，经过超滤后从清液排出口 191排出，微藻浓缩液经微藻过滤单元的浓缩液出口 192流出。
[0042]其中，进气单元包括:提供空气来源的空气压缩机14 ;空气进气管路15上设置有空气压力控制阀门14和转子流量计9 ;通向混合气室的空气进气管路上也设置有空气压力阀和转子流量计；
[0043]所述0)2进气管路连接有CO 2气体罐16，CO 2进气管路上设置有CO 2压力控制阀门17和CO2气体流量计；混合气室18连接CO 2进气管路和空气进气管路，混合气进气管路8连接混合气室19和曝气盘3。
[0044]采用本实施例设备，处理的水热液化废水其初始COD为195600mg/L，TN浓度为11900mg/L，TP 浓度 1240mg/L，pH 值为 12.6。
[0045]综合处理步骤:
[0046]一、通过水泵，由废水进口 I向光合细菌培养器4中泵入水热液化废水、稀释用水和处于对数生长期的光合细菌菌液，控制三种液体总体积约为光合细菌培养器4的2/3，其中水热液化废水的量约为1/10，稀释用水和光合细菌菌液体积和为9/10，光合细菌接种量为0.30g/L干重，用lmol/L的NaOH或HCl调节废水中pH值至7.0 ;此时，水热液化废水稀释液的 COD 为 19000mg/L，TN 浓度为 1050mg/L，TP 浓度 117mg/L ；
[0047]二、开启空气压缩机14，开启空气压力控制阀门，调节转子流量计9，使空气通过空气进气管路15、曝气盘3进入光合细菌培养器4，将废水中的光合细菌混匀，控制空气流量为0.2L/min吨―1，光照强度控制为30001x，培养时间为12天，此时细菌生长到达平台区；
[0048]三、关闭空气压缩机14、关闭空气压力控制阀门，使空气进气管路15停止通气；
[0049]四、开启光合细菌超滤系统。打开出水口 2、进水口 6，开启隔膜泵12，调节转子流量计，控制超滤膜的进水通量为80L/H.πι2、运行压力为0.20MPa ;超滤后的清液经中空纤维膜组件清液出口 111流至微藻培养器5，超滤后的光合细菌浓缩液由膜组件浓缩液出口 112流出，用其他容器收集光合细菌浓缩液。
[0050]超滤后的清液超滤后的清液COD浓度为3610mg/L，TN浓度为354mg/L，TP浓度为64mg/L，pH 值为 8.7。
[0051]五、待抽完光合细菌培养器中的液体，按先后顺序依次关闭出水口 2、进水口 6、隔膜泵12电源；
[0052]六、打开藻液进口 7，根据超滤后的清液的体积，泵入新鲜微藻种子藻液，微藻接种量为0.13g/L干重，总液体体积不超过微藻培养器5的2/3 ;
[0053]七、开启混合气路系统。开启空气压缩机14，开启空气压力控制阀门，调节转子流量计9，控制空气流量为195ml/min ?L—1;打开CO 2气体压力控制阀门，调节转子流量计9，控制CO2气体流量为5ml/min吨―1;空气和CO 2气体在混合气室18内混合均匀后，经由混合气进气管路8与曝气盘3，为微藻生长补充碳源并保持废水pH值在6.8?7.3。把微藻在液体中混匀。光照培养时通气，黑暗培养时不通气，光暗比为12:12，光照强度控制为2400& ；
[0054]八、在通入混合气体的条件下，连续培养6天后，藻液经出液管路进入微藻超滤系统，做后续的藻水分离。
[0055]九、开启微藻超滤系统。打开相关出水口、进水口，开启隔膜泵，调节转子流量计，控制超滤膜的进水通量为100L/H.m2、运行压力为0.20MPa ;超滤后的清液经清液排出口191流至回收容器，超滤后的微藻浓缩液由微藻过滤单元的浓缩液出口 192流出，用其他容器收集微藻浓缩液。
[0056]经过光合细菌处理、超滤膜分离光合细菌和清液、微藻处理、超滤膜分离微藻和清液四个阶段后，经测量，处理后废水中的COD为268mg/L，TN浓度为109mg/L，TP浓度35mg/L ;即COD去除率为98.6%，TN和TP的去除率分别为89.6%和70.1% ;且产出的光合细菌和微藻干重均高于初始接种量的4.5倍；该工艺有效地实现了废水中污染物的降解和废水资源化。
[0057]以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种回收利用水热液化废水中营养元素的设备，其特征在于，包括光合细菌培养器、微藻培养器、光合细菌过滤单元、微藻过滤单元、进气单元； 所述光合细菌培养器设置有废水进口，所述光合细菌培养器通过管路连接所述光合细菌过滤单元，所述微藻培养器通过管路连接所述微藻过滤单元； 所述光合细菌过滤单元设置有超滤膜、清液出口和浓缩液出口，所述清液出口通过管路连接所述微藻培养器；所述微藻过滤单元设置有超滤膜、清液排出口和浓缩液出口 ； 所述进气单元包括空气压缩机、CO2气体罐、混合气室，空气压缩机和CO 2气体罐均通过气体管路连接所述混合气室，所述混合气室通过气体管路连接所述微藻培养器；所述空气压缩机通过气体管路连接光合细菌培养器。2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述光合细菌培养器为圆柱形透光有机玻璃容器，所述光合细菌培养器底部设置有曝气盘，该曝气盘通过气体管路连接空气压缩机。3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述微藻培养器为圆柱形透光有机玻璃容器，所述微藻培养器底部设置有曝气盘，该曝气盘通过气体管路连接混合气室。4.根据权利要求1-3任一所述的设备，其特征在于，所述超滤膜为内压式中空纤维膜。5.根据权利要求1-3任一所述的设备，其特征在于，连接所述光合细菌过滤单元的管路上设置有隔膜泵、阀门、压力表和转子流量计。6.根据权利要求1-3任一所述的设备，其特征在于，连接所述微藻过滤单元的管路上设置有隔膜泵、阀门、压力表和转子流量计。
【专利摘要】本实用新型提出一种回收利用水热液化废水中营养元素的设备，包括光合细菌培养器、微藻培养器、过滤单元、进气单元；过滤单元设置有超滤膜、清液出口和浓缩液出口；进气单元包括空气压缩机、CO2气体罐、混合气室，混合气室连接微藻培养器；空气压缩机通过气体管路连接光合细菌培养器。本实用新型将光合细菌处理、微藻处理以及滤膜过滤并收获三者结合，实现了污水中高浓度有机物的大幅度降解和氮元素的大幅度降解。该反应器做到了水热液化废水中营养物质的梯级利用与水资源的回收利用，并能产生出可以用于热化学生产生物原油的生物质，实现了污染物降解、资源回收利用及生物质资源生产的多重功效。
【IPC分类】C02F9/14
【公开号】CN204661507
【申请号】CN201520337562
【发明人】卢海凤, 袁国洋, 黄仕伟, 张源辉, 李保明, 赵煜
【申请人】中国农业大学
【公开日】2015年9月23日
【申请日】2015年5月22日