一种微藻固碳装置及固碳方法与流程

本技术涉及生物固碳，尤其涉及一种微藻固碳装置及固碳方法。

背景技术：

1、电厂循环冷却水耗水量大，该系统的排污水具有水量大，水质一般，回用标准要求不高等特点，与脱硫废水相比循环冷却水系统节水节能的潜力更大，处理难度相对较低。火电厂的各用水系统中，循环水系统用水量最大占全厂用水量的70％～85％。使用中水作为循环水系统水源对火电厂的节水与废水治理工作具有积极作用。中水的综合利用是缓解地表水和地下水短缺危机的有效途径。但城市中水存在水质波动大、微生物多、高氯离子、高氨氮等问题。一些污水处理厂的生化处理造成严重影响，导致氨氮、氯离子等污染物含量飙升，这些高盐份污染物进入循环冷却水系统，会对凝汽器造成严重的腐蚀、黏泥附着、结垢等现象。

2、传统的污水处理系统主要用混凝沉淀、活性污泥、硝化-反硝化和化学除磷等工艺去除固体悬浮物和降低cod等，对有机污染物和无机污染物分解能力有限，当废水中存在重金属、外来生物等污染负荷时，导致耗氧和污染废水对水生生物产生毒性，传统生物降解过程可能受阻或无效，造成生态系统环境问题。传统污水处理存在能耗高、处理效果不稳定、过程长、剩余污泥量大等缺点，和污水处理可持续发展与低碳理念不统一，因此有必要选择高效、绿色、经济的废水处理技术。

3、微藻具有生长速度快，co2固定效率和光合作用效率高等特点，在生长过程中可以吸收降解水中的污染物，而起到净化水质的作用。利用微藻净化电厂循环冷却水污染物，收获微藻生物质能够转化为生物柴油和气体燃料等化工品，同时微藻能够进行光合作用固碳是高效固定大气环境和工业烟气中co2的有效方法之一。微藻废水处理技术城市、农业和工业废水深度处理中处理效率较高，且与传统废水处理工艺相比，用微藻处理废水微藻处理技术不需要补充碳源和曝气，显著降低了处理成本，还能固定二氧化碳减缓温室效应，并资源化回收了氮磷产生了微藻生物质，具有成本较低、回收的微藻可以转化为沼气、生物燃料、肥料、动物饲料等高价值产品等优点。但是现有微藻处理废水技术多应用于微藻处理市政污水、畜禽养殖废水、工业废水以及厌氧发酵的出水沼液，应用于电厂循环水/中水的应用较为少见。此外，当前co2捕集减排技术主流的三种做法为：化学吸收或物理吸附co2、co2封存以及生物转化。化学吸收和物理吸附对co2的吸收量大，易于工业化，但是吸收材料往往难以重复利用，再生解析出来的co2气体依然面临运输处置问题。且co2封存往往是将co2气体注入地质层、海洋等，同时利用co2驱油。然而大量co2的压缩运输储存成本较高，并且封存的co2存在泄露风险。这两种做法侧重co2的捕集和封存，没有对co2进行资源化再利用，造成一定程度的浪费。

4、因此如何将微藻处理电厂循环水/中水和微藻进行固碳进行偶联，在净化并利用电厂循环水/中水的同时强化微藻固碳效果是本领域技术人员亟需解决的技术问题。

技术实现思路

1、旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本技术的目的在于提出一种微藻固碳装置及固碳方法，将微藻处理电厂循环水/中水和微藻进行固碳进行偶联，在净化并利用电厂循环水/中水的同时强化微藻固碳效果。

2、为达到上述目的，根据的第一个方面提出了一种微藻固碳装置，包括

3、光生物反应器；其包括罐体，所述罐体内容置有循环水用于培养微藻；

4、供气射流组件；其包括沿竖直方向设置且位于所述罐体内的射流管以及与所述射流管的底部连通的供气组件；所述射流管上开设多个沿竖直方向排列的气孔，以使所述射流管与所述罐体连通并使得所述射流管内充满循环水；所述供气组件向所述射流管的底部通入含co2的混合气体，并在所述射流管内形成气泡将循环水通过所述气孔射流而出；以及

5、调控组件，其包括控制器和调节件；其中调节件包括光源件、温度调节器、ph调节件；所述控制器分别与所述光源、所述温度调节器、所述ph调节件以及所述供气组件电连接，进行监测控制。

6、在一些实施例中，还包括微藻采收件，其设置在所述罐体内底部，当微藻培养结束后，将所述罐体内的循环水通过所述罐体下方的排水口排出，而微藻则被截留在所述微藻采收件上。

7、在一些实施例中，所述微藻采收件包括过滤板以及设置在所述过滤板上的过滤膜。

8、在一些实施例中，所述光源件包括多个围设在透光的所述罐体外的灯管以及调光器；所述灯管可发出具有多种波长的光；所述调光器对所述灯管发射的灯光进行调整。

9、在一些实施例中，所述温度调节器包括恒温水槽和设置在所述恒温水槽内的加热件以及温度检测器，其中所述恒温水槽设置在所述罐体内，其与罐体相通的同时隔绝所述罐体内的微藻；所述加热件用于加热所述恒温水槽内的循环水，所述温度检测器用于对循环水测温。

10、在一些实施例中，所述ph调节件包括用于检测循环水酸碱度的ph电极棒和用于添加酸碱缓冲液的加药器，在所述ph电极棒检测到循环水的ph值超过设定值时，通过所述加药器添加酸碱缓冲液，调节循环水的ph值。

11、在一些实施例中，所述供气组件包括进气管和与所述进气管连通的气升管；所述气升管上设置气体净化器，且所述气升管的出口连接所述射流管的底部，所述进气管中充入含co2的混合气体，并经过所述气体净化器净化后进入所述射流管。

12、根据本技术的第二方面提出了一种微藻固碳方法，利用上述任一实施例中所述的微藻固碳装置进行微藻固碳，包括：

13、将强化吸收剂与基础培养基混合后生成强化培养基；微藻利用所述强化培养基驯化设定时间后，接种到容置有循环水的光生物反应器中培养；驯化后的所述微藻初始接种浓度为0.1-0.3g/l、接种ph为8.6-9.5，温度25-35℃、光照/黑暗周期为10-15h、光强为2000-8000lux；

14、配制含co2的混合气体并在光照期间，通过供气射流组件将含co2的混合气体以1-3cm/s流速输入射流管，并在所述射流管内形成气泡将循环水通过所述气孔射流而出。

15、在一些实施例中，所述强化吸收剂包括主吸收剂，所述主吸收剂包括钠盐、钾盐、醇胺溶剂和聚乙二醇二甲醚；其中所述钠盐的浓度为15-20mm；所述钾盐的浓度为5-8mm；所述醇胺溶剂的浓度为0.3-3mmol/l；所述聚乙二醇二甲醚的浓度为0.5-5mmol/l。

16、在一些实施例中，所述强化吸收剂还包括补充剂；其包括浓度分别为20-25g/l的偏钒酸铵、45-50g/l的硫酸镍、15-20g/l的钨酸钠、35-45g/l的硫酸钛以及2-5g/l的硝酸钴。

17、在一些实施例中，所述钠盐包含氯化钠；所述钾盐包含硫酸钾；所述醇胺溶剂包含三乙胺；所述基础培养基包括bg-11培养基、扎鲁克培养基或se培养基中的一种。

18、在一些实施例中，所述强化培养基中，所述强化吸收剂与所述基础培养基的体积比为0.01。

19、在一些实施例中，微藻利用所述强化培养基驯化为10-12天。

20、在一些实施例中，所述微藻接种到所述循环水中培养15-20天；且在此过程中在所述微藻的延滞期添加2-8mmol/l的所述强化吸收剂，所述微藻的对数前期补加1-3mmol/l的所述强化吸收剂，所述微藻的对数后期补加1-3mmol/l的所述强化吸收剂。

21、在一些实施例中，含co2的所述混合气体中co2与n2的体积比为1:9。

22、本技术相较于相关技术，利用强化吸收剂与基础培养基混合后生成强化培养基；微藻利用强化培养基驯化设定时间后，接种到循环水中培养且在培养过程中定期向循环水中补充强化培养基和通入含co2的混合气体，可以使微藻在最佳补料模式下生长速度快、生物质浓度高，可以短时间内利用微藻固定较高的co2量，以达到生物固碳的目的。

23、附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过的实践了解到。

24、附图说明

25、本技术上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

26、图1是本技术一实施例提出的微藻固碳装置的结构示意图；

27、图2是本技术一实施例提出的微藻固碳装置的结构示意图；

28、图3是本技术一实施例提出的微藻固碳装置的结构示意图；

29、图4是本技术一实施例提出的微藻固碳的方法流程图；