一種利用微藻處理污水并生產(chǎn)生物油脂的系統(tǒng)及方法

專利名稱：一種利用微藻處理污水并生產(chǎn)生物油脂的系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及環(huán)境工程及生物能源技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及光生物反應(yīng)器技術(shù)領(lǐng)域，特別是指一種利用微藻處理污水并生產(chǎn)生物油脂的系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
當(dāng)今，能源緊缺，環(huán)境污染和糧食不足是三大世界難題。微藻在解決上述難題中具有非常重要的作用。微藻是一種能進(jìn)行光合自養(yǎng)的微生物，具有高效的光利用率，以及快速高效地從環(huán)境中吸取營養(yǎng)物質(zhì)(如CO2、氮、磷等)并轉(zhuǎn)化成有機化合物的能力，在生態(tài)系統(tǒng)中處于初級生產(chǎn)者，在整個物質(zhì)循環(huán)中作用巨大，生產(chǎn)效率高，發(fā)展前景誘人。微藻培養(yǎng)只需要一些簡單的營養(yǎng)，銨鹽或硝酸鹽，磷酸鹽及一些微量金屬元素，最重要的是還需要大量的co2。而且微藻也可應(yīng)用到環(huán)境工程中，進(jìn)行污水處理來幫助凈化水。微藻能夠降低污水中導(dǎo)致富營養(yǎng)化的物質(zhì)的濃度，如硝酸鹽、磷酸鹽等。另外，微藻還對重金屬具有很強的吸收能力，還能進(jìn)行重金屬或放射性物質(zhì)的富集從而達(dá)到清除效果。且微藻富含油脂、蛋白質(zhì)、碳水化合物、微量元素及其它生物活性物質(zhì)，因而其不僅可作為餌料，且是食品和生物能源的主要來源之一。當(dāng)前，環(huán)境污染嚴(yán)重，大量的污水得不到有效的處理，工廠產(chǎn)生大量的CO2溫室氣體得不到處理。藻類培養(yǎng)對于污水處理、(X)2減排及清潔生物能源生產(chǎn)與利用方面的重要作用、以及改善生態(tài)環(huán)境的重大意義，使微藻的研究與開發(fā)成為目前最熱門的研究與應(yīng)用領(lǐng)域之一。雖然微藻具有較高的環(huán)境和經(jīng)濟(jì)價值，但是真正要實現(xiàn)微藻產(chǎn)業(yè)化經(jīng)濟(jì)性利用，仍受限于微藻工業(yè)化規(guī)模培養(yǎng)的光生物反應(yīng)器的研制。為了解決存在的上述問題，需要提供一種利用微藻處理污水并生產(chǎn)生物油脂的系統(tǒng)，在污水處理的同時，實現(xiàn)生產(chǎn)生物能源與其他副產(chǎn)品(如，蛋白質(zhì)、化妝品原料及動物飼料等)，降低生產(chǎn)成本，可達(dá)到廢物資源的綜合利用，實現(xiàn)節(jié)能減排的綠色生產(chǎn)，適用從實驗室到工業(yè)規(guī)?；⒃迮囵B(yǎng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的就是針對以上存在的問題與不足，提供一種利用微藻處理污水并生產(chǎn)生物油脂的系統(tǒng)和方法，在污水處理的同時，實現(xiàn)生產(chǎn)生物能源與其他副產(chǎn)品(如， 蛋白質(zhì)、化妝品原料及動物飼料等)，降低生產(chǎn)成本，可達(dá)到廢物資源的綜合利用，實現(xiàn)節(jié)能減排的綠色生產(chǎn)，適用從實驗室到工業(yè)規(guī)模化微藻培養(yǎng)，設(shè)計巧妙獨特，適于大規(guī)模推廣應(yīng)用。在本發(fā)明的第一方面，提供了一種利用微藻處理污水并生產(chǎn)生物油脂的系統(tǒng)，其特點是，包括光生物反應(yīng)器、第一光源裝置、CO2供氣裝置、積油罐、第二光源裝置、污水沉淀池、藻液混合罐、第一藻液分離裝置和第二藻液分離裝置，所述第一光源裝置設(shè)置在所述光生物反應(yīng)器中，所述第二光源裝置設(shè)置在所述積油罐中，所述CO2供氣裝置分別氣路連接所述光生物反應(yīng)器和所述積油罐，所述污水沉淀池管路連接所述積油罐并通過所述藻液混合罐管路連接所述光生物反應(yīng)器，所述光生物反應(yīng)器通過所述第一藻液分離裝置分別管路連接所述藻液混合罐和所述積油罐，所述積油罐管路連接所述第二藻液分離裝置。為了更好地分散通入的(X)2氣體，較佳地，所述的利用微藻處理污水并生產(chǎn)生物油脂的系統(tǒng)還包括至少一個(X)2氣體分布器，所述(X)2氣體分布器設(shè)置在所述光生物反應(yīng)器內(nèi)并與位于所述光生物反應(yīng)器外的所述(X)2供氣裝置管路連接。所述(X)2氣體分布器可以采用任何合適的形狀，更佳地，所述(X)2氣體分布器是環(huán)形(X)2氣體分布器。所述(X)2氣體分布器可以采用任何合適的大小，更佳地，所述(X)2氣體分布器的直徑與所述光生物反應(yīng)器的長或?qū)捴葹?. 2 0. 6，與所述光生物反應(yīng)器的底部相距10 50cm,且所述(X)2氣體分布器上的孔隙直徑為0. 2 2. 0mm。為了更好地培養(yǎng)微藻，更佳地，所述的利用微藻處理污水并生產(chǎn)生物油脂的系統(tǒng)還包括攪拌裝置，所述攪拌裝置包括驅(qū)動部件和與所述CO2氣體分布器的數(shù)目相同的攪拌槳，所述攪拌槳設(shè)置在所述(X)2氣體分布器的上方，所述驅(qū)動部件位于所述光生物反應(yīng)器外并局部穿設(shè)所述光生物反應(yīng)器連接所述攪拌槳。所述光生物反應(yīng)器的容積可以任意，較佳地，所述光生物反應(yīng)器的容積為IOOm3 10000m3。所述光生物反應(yīng)器的形狀可以是任何合適的形狀，較佳地，所述光生物反應(yīng)器是封閉槽式光生物反應(yīng)器，且是至少兩個U形連接形成的迂回曲折的槽體。所述封閉槽式光生物反應(yīng)器可以透明，也可以不透明，更佳地，所述封閉槽式光生物反應(yīng)器是透明的封閉槽式光生物反應(yīng)器，可以采用玻璃或聚合物等其它透明材質(zhì)，所述第一光源裝置是太陽光光源和/或LED三色冷光源。例如所述太陽光光源可以采用菲涅爾聚光器進(jìn)行太陽光的收集，所述LED三色冷光源可以是防水、防腐及防爆的LED紅、橙和藍(lán)三色冷光光源，功率為100 400W。所述積油罐可以透明，也可以不透明，更佳地，所述積油罐是透明的積油罐，所述第二光源裝置是太陽光光源和/或LED三色冷光源。為了更好地控制培養(yǎng)溫度，較佳地，所述的利用微藻處理污水并生產(chǎn)生物油脂的系統(tǒng)還包括溫度控制裝置，所述溫度控制裝置包括多級溫控夾套或盤管，所述多級溫控夾套或盤管設(shè)置在所述封閉槽式光生物反應(yīng)器的外壁上。優(yōu)選地，本發(fā)明的利用微藻處理污水并生產(chǎn)生物油脂的系統(tǒng)的升溫方式為利用熱電廠產(chǎn)生的余熱或加熱器進(jìn)行升溫。為了吸收掉培養(yǎng)微藻產(chǎn)生的氧氣，較佳地，所述的利用微藻處理污水并生產(chǎn)生物油脂的系統(tǒng)還包括氧分離器，所述氧分離器內(nèi)置于所述光生物反應(yīng)器的頂端的氣體收集管中。所述氧分離器優(yōu)選為裝有吸收氧氣的強還原劑的裝置。為了及時了解培養(yǎng)狀況，較佳地，所述的利用微藻處理污水并生產(chǎn)生物油脂的系統(tǒng)還包括至少一個光敏探頭、溫度計、PH電極及溶氧電極，所述光敏探頭、所述溫度計、所述 PH電極及所述溶氧電極分別穿設(shè)所述光生物反應(yīng)器的器壁且其探頭部位位于所述光生物反應(yīng)器內(nèi)。所述(X)2供氣裝置可以是任何合適的裝置，較佳地，所述(X)2供氣裝置包括工業(yè)(X)2廢氣儲罐、空氣壓縮機和氣體混合罐，所述工業(yè)(X)2廢氣儲罐和所述空氣壓縮機分別氣路連接所述氣體混合罐，所述氣體混合罐分別氣路連接所述光生物反應(yīng)器和所述積油罐。為了便于排出分離的污水，較佳地，所述第一藻液分離裝置設(shè)置有第一出水口，所述第二藻液分離裝置設(shè)置有第二出水口。為了將經(jīng)光生物反應(yīng)器培養(yǎng)的培養(yǎng)液中的污水去除，較佳地，所述的利用微藻處理污水并生產(chǎn)生物油脂的系統(tǒng)還包括澄清池，所述光生物反應(yīng)器通過所述澄清池管路連接所述第一藻液分離裝置。為了便于排出分離的污水，更佳地，所述澄清池設(shè)置有第三出水口。為了便于收集第二藻液分離裝置分離的藻體，較佳地，所述的利用微藻處理污水并生產(chǎn)生物油脂的系統(tǒng)還包括收集罐，所述第二藻液分離裝置管路連接所述收集罐。在本發(fā)明的第二方面，提供了一種采用上述的利用微藻處理污水并生產(chǎn)生物油脂的系統(tǒng)處理污水并生產(chǎn)生物油脂的方法，其特點是，在所述光生物反應(yīng)器中接種微藻，所述 CO2供氣裝置提供15. 0% 30. 0% (v/v) CO2氣體，所述污水沉淀池容納市政污水和/或工業(yè)污水經(jīng)污水處理廠處理后的二級出水，將所述二級出水和所述(X)2氣體通入所述光生物反應(yīng)器中培養(yǎng)所述微藻，所述光生物反應(yīng)器的出水經(jīng)所述第一藻液分離裝置得到濃縮藻液，一部分所述濃縮藻液進(jìn)入所述藻液混合罐與來自所述污水沉淀池的所述二級出水混合后進(jìn)入所述光生物反應(yīng)器，將所述二級出水和所述CO2氣體通入所述積油罐，另一部分所述濃縮藻液進(jìn)入所述積油罐進(jìn)行培養(yǎng)，所述積油罐的出水經(jīng)所述第二藻液分離裝置得到用于提取藻油的藻體。所述(X)2氣體可以是任何來源的(X)2氣體。較佳地，所述(X)2氣體是將工廠排放的廢氣與空氣混合而成。可以直接混合，也可以對廢氣做一定處理(如，除塵、除硫等)后再混合，從而有效利用廢氣，并減少污染。所述二級出水是污水處理廠二級處理工藝的二沉池出水，不同污水處理廠的二級出水中氮磷等含量一般相差不大。一般地，所述二級出水中總氮為30. 0 50. Omg/L，氨氮為 10. 0 16. Omg/L,總磷濃度為 2. 0 4. Omg/L, pH 為 6. 5 8. 5。所述微藻可以采用任何合適的微藻，一般要求是含油脂高、CO2耐受能力強及氮磷去除率高的優(yōu)勢藻種，較佳地，所述微藻選自自養(yǎng)小球藻(Chlorella autotuophica), 微擬球藻(Nannochloropsis salina)、布朗葡萄藻(Botyococcus Braunii)、纖細(xì)角毛藻(ChaetocerosGracilis)、海綠球藻(Halochlorococcum marinum)、球等鞭金藻(Isochrysis galbana Parke)、新月菱形藻(Nitzschia closterium)、三角褐指藻 (Phaeodactylum tricornutum Bohlin) ^ ! (Dunaliella sp.)禾口_形_ (Nitzschia sp.)的一種或幾種。所述普通小球藻可以采用任何合適的普通小球藻，更佳地，所述普通小球藻是小球藻C9-JN2010，保藏編號為=CCTCC NO =M 2010373，初始接種密度為1. OX 107cfu/ml 6.0X107cfu/ml，所述培養(yǎng)的條件為光照周期為IOh 14h 16h 8h，光照強度為 50001ux 150001ux，培養(yǎng)溫度為20 30°C，pH為6. 5 8. 5，CO2氣體通氣量為0. 01 0. 2VVmο所述普通小球藻是從黃海海域的海水中分離并經(jīng)過人工選育得到的，命名為小球藻C9-JN2010，為綠色、單個球形藻體、壁薄，學(xué)名分類為一種普通小球藻(Chlorellavulgaris)，其于2010年12月31日保藏在中國典型培養(yǎng)物保藏中心(China Center for Type CultureCollection，簡稱 CCTCC)，菌種保藏登記號為 CCTCC NO :M 2010373。通過高密度分割培養(yǎng)，批處理時間可縮短到12 Mh。本發(fā)明的有益效果在于a.本發(fā)明的光生物反應(yīng)器、第一光源裝置、CO2供氣裝置、積油罐、第二光源裝置、 污水沉淀池、藻液混合罐、第一藻液分離裝置和第二藻液分離裝置，所述第一光源裝置設(shè)置在所述光生物反應(yīng)器中，所述第二光源裝置設(shè)置在所述積油罐中，所述CO2供氣裝置分別氣路連接所述光生物反應(yīng)器和所述積油罐，所述污水沉淀池管路連接所述積油罐并通過所述藻液混合罐管路連接所述光生物反應(yīng)器，所述光生物反應(yīng)器通過所述第一藻液分離裝置分別管路連接所述藻液混合罐和所述積油罐，所述積油罐管路連接所述第二藻液分離裝置， 從而通過光生物反應(yīng)器處理污水并培養(yǎng)微藻，其中一部分微藻濃縮后與二級污水混合后返回光生物反應(yīng)器再培養(yǎng)，另一部分進(jìn)入積油罐培養(yǎng)積油，在污水處理的同時，實現(xiàn)生產(chǎn)生物能源與其他副產(chǎn)品(如，蛋白質(zhì)、化妝品原料及動物飼料等)，降低生產(chǎn)成本，可達(dá)到廢物資源的綜合利用，實現(xiàn)節(jié)能減排的綠色生產(chǎn)，適用從實驗室到工業(yè)規(guī)?；⒃迮囵B(yǎng)，設(shè)計巧妙獨特，適于大規(guī)模推廣應(yīng)用。b.本發(fā)明的光生物反應(yīng)器為透明的封閉槽式光生物反應(yīng)器，所述第一光源裝置是太陽光光源和/或LED三色冷光源，利用(X)2氣體分布器分布(X)2氣體，并在上方設(shè)置攪拌槳，在封閉槽式光生物反應(yīng)器的四周設(shè)有溫度控制裝置且采用熱電廠產(chǎn)生的余熱或加熱器進(jìn)行升溫，反應(yīng)器內(nèi)部構(gòu)件較少，光的利用效率高、氣泡分布均勻，氣液混合和傳質(zhì)效果良好，整個培養(yǎng)系統(tǒng)剪切力非常小，利于微藻的生長，結(jié)構(gòu)合理，操作方便，具有優(yōu)良的藻細(xì)胞生長環(huán)境，光、(X)2利用效率高，動力消耗小，反應(yīng)器占用空間小，設(shè)備成本低，適用于實驗室到工業(yè)化規(guī)模(槽式光生物反應(yīng)器的容積為IOOm3 IOOOOm3)微藻培養(yǎng)，適于大規(guī)模推廣應(yīng)用。c.本發(fā)明的處理污水并生產(chǎn)生物油脂的方法將市政污水和工業(yè)污水二級出水為培養(yǎng)基，不需要外加氮磷等營養(yǎng)元素，可以減輕水資源負(fù)擔(dān)和降低污水處理及生物能源生產(chǎn)的成本，在進(jìn)行污水處理和(X)2減排的同時可獲得生物能源，設(shè)計獨特巧妙，是一種綠色生產(chǎn)、低成本的污水再利用與生物能源生產(chǎn)技術(shù)，適于大規(guī)模推廣應(yīng)用。d.采用本發(fā)明的處理污水并生產(chǎn)生物油脂的方法，能實現(xiàn)氮、磷及CO2高去除效率(如，水中總氮濃度低于15. Omg/L，氨氮濃度小于1. Omg/L,總磷濃度低于0. 5mg/L, 污水中的氮磷含量分別降低了 80. 0% 98.0% (W)和80. 0% 99. 5% (W)，CO2濃度降低30.0% 75.0% (ν/ν))，并且藻濃度及油脂的含量高(分別為光反應(yīng)器內(nèi)的藻濃度達(dá) 1.0Χ 108cfu/ml 5. 0 X 108cfu/ml，其油脂含量為25 % 40 % (W)),批處理時間可縮短到 12 Mh，可達(dá)到保護(hù)環(huán)境和生物資源再生產(chǎn)的雙重效果，實現(xiàn)較高的經(jīng)濟(jì)和社會綜合效益，適于大規(guī)模推廣應(yīng)用。


圖1是本發(fā)明的利用微藻處理污水并生產(chǎn)生物油脂的系統(tǒng)的一具體實施例的各部件連接示意圖。圖2是圖1所示的具體實施例的透明的封閉槽式光生物反應(yīng)器的立體示意圖。
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圖3是圖2所示的透明的封閉槽式光生物反應(yīng)器的主視示意圖。圖4是圖2所示的透明的封閉槽式光生物反應(yīng)器的俯視示意圖。圖5是圖2所示的透明的封閉槽式光生物反應(yīng)器的側(cè)視示意圖。圖6A是采用本發(fā)明的處理污水并生產(chǎn)生物油脂的方法分割培養(yǎng)小球藻 C9-JN2010處理污水的氮、磷及(X)2去除效果示意圖。圖6B是采用本發(fā)明的處理污水并生產(chǎn)生物油脂的方法分割培養(yǎng)小球藻 C9-JN2010處理污水的生物量及胞內(nèi)脂肪積累效果示意圖。圖7A是采用本發(fā)明的處理污水并生產(chǎn)生物油脂的方法連續(xù)培養(yǎng)小球藻 C9-JN2010處理污水的氮、磷及(X)2去除效果示意圖。圖7B是采用本發(fā)明的處理污水并生產(chǎn)生物油脂的方法連續(xù)培養(yǎng)小球藻 C9-JN2010處理污水的生物量及胞內(nèi)脂肪積累效果示意圖。圖8A是采用本發(fā)明的處理污水并生產(chǎn)生物油脂的方法分批培養(yǎng)小球藻 C9-JN2010處理污水的氮、磷及(X)2去除效果示意圖。圖8B是采用本發(fā)明的處理污水并生產(chǎn)生物油脂的方法分批培養(yǎng)小球藻 C9-JN2010處理污水的生物量及胞內(nèi)脂肪積累效果示意圖。圖9A是分別采用本發(fā)明的槽式光生物反應(yīng)器與普通氣升式光反應(yīng)器分批培養(yǎng)小球藻C9-JN2010處理污水的氮、磷及(X)2去除效果示意圖。圖9B是分別采用本發(fā)明的槽式光生物反應(yīng)器與普通氣升式光反應(yīng)器連續(xù)培養(yǎng)小球藻C9-JN2010處理污水的生物量效果示意圖。圖9C是分別采用本發(fā)明的槽式光生物反應(yīng)器與普通氣升式光反應(yīng)器分批培養(yǎng)小球藻C9-JN2010處理污水的胞內(nèi)脂肪積累效果示意圖。
儲罐
器 種口
盤管
其中上述圖中的附圖標(biāo)記表示的部件為 1.光生物反應(yīng)器 2.積油罐
4.氣體混合罐 8.污水沉淀池 12.泵
16.攪拌槳
20.排料口
5.第一光源裝置 9.空氣壓縮機 13.閥門
17.氧分離器
3.工業(yè)CO2廢氣
6.澄清池7.藻液混合罐
10.第一藻液分離裝置11.藻液收集罐 14.氣體流量計
18. CO2 進(jìn)氣口
21.循環(huán)水進(jìn)口 22.循環(huán)水出口
24. 28. 32.
光敏探頭氣體收集管壓力計
25. 29. 33.
溫度計人孔
26. pH電極 30.排氣口
15. CO2氣體分布
19.進(jìn)料口 /接
23.溫控夾套/
27.溶氧電極 31. CO2檢測儀
第二藻液分離裝置
具體實施例方式
為了能夠更清楚地理解本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容，特舉以下實施例詳細(xì)說明。其中相同的部件采用相同的附圖標(biāo)記。
請參見圖1-5所示，本發(fā)明的利用微藻處理污水并生產(chǎn)生物油脂的系統(tǒng)包括光生物反應(yīng)器1，其是透明的封閉槽式光生物反應(yīng)器，做成迂回曲折波浪狀，請參見圖2和圖4所示，具體是兩個U形連接形成的迂回曲折的槽體，從而形成4個內(nèi)腔，相互平行設(shè)置，其內(nèi)的培養(yǎng)基將沿內(nèi)腔迂回曲折流動，可在緊湊的空間內(nèi)加速熱傳遞和增加受光面積，工業(yè)CO2廢氣儲罐3與空氣壓縮機9分別氣路連接所述氣體混合罐4，所述氣體混合罐4分別氣路連接所述光生物反應(yīng)器1和所述積油罐2，安設(shè)在光生物反應(yīng)器1內(nèi)的第一光源裝置5和積油罐 2內(nèi)的第二光源裝置(未示出)為太陽光源或/和100W的防水、防腐和防爆型LED三色冷光源，LED三色光源通過導(dǎo)線與控制系統(tǒng)(未示出)相連接，光生物反應(yīng)器1通過澄清池6 管路連接所述第一藻液分離裝置10，所述污水沉淀池8管路連接所述積油罐2并通過所述藻液混合罐7管路連接所述光生物反應(yīng)器1，所述第一藻液分離裝置10分別管路連接所述藻液混合罐7和所述積油罐2，所述積油罐2通過所述第二藻液分離裝置33管路連接收集罐11。所述(X)2氣體分布器15設(shè)置在所述光生物反應(yīng)器1內(nèi)并與位于所述光生物反應(yīng)器 1外的所述氣體混合罐4管路連接。所述CO2氣體分布器15是環(huán)形CO2氣體分布器。所述 CO2氣體分布器15的直徑與所述光生物反應(yīng)器1的每個內(nèi)腔的長或?qū)捴葹?. 2 0. 6， 與所述光生物反應(yīng)器1的底部相距10 50cm，且所述(X)2氣體分布器15上的孔隙直徑為 0. 2 2. 0mm。所述攪拌槳16設(shè)置在所述(X)2氣體分布器15的上方，所述驅(qū)動部件(未示出)位于所述光生物反應(yīng)器1外并局部穿設(shè)所述光生物反應(yīng)器1連接所述攪拌槳16，所述驅(qū)動部件通過導(dǎo)線與控制系統(tǒng)相連接。所述光生物反應(yīng)器1的容積為100m3，其工作體積為 90m3。在所述光生物反應(yīng)器的外壁上設(shè)置有多級溫控夾套或盤管23，在夾套/盤管23的兩端分別設(shè)有循環(huán)水進(jìn)口 21和循環(huán)水出口 22，可以利用熱電廠產(chǎn)生的余熱或加熱器進(jìn)行升溫，在光生物反應(yīng)器1的左右兩側(cè)器壁上分別設(shè)置有進(jìn)料口 /接種口 19和排料口 20，進(jìn)料口 /接種口 19連接污水沉淀池8，污水培養(yǎng)基和藻種可以通過進(jìn)料口 /接種口 19泵入光生物反應(yīng)器1，在排料口 20設(shè)有取樣口(未示出)進(jìn)行取樣檢測，培養(yǎng)完成的藻液通過排料口 20排出，然后流至澄清池6 ；在光生物反應(yīng)器1的器壁四周設(shè)有光敏探頭M、溫度計25、pH 電極26和溶氧電極27，并通過導(dǎo)線與控制系統(tǒng)相連接；在光生物反應(yīng)器1的上面設(shè)有氣體收集管觀，氣體收集管觀內(nèi)設(shè)有氧分離器17進(jìn)行氧氣的收集，另外在氣體收集管觀的側(cè)面設(shè)有人孔四，而在氣體收集管觀的頂端設(shè)有排氣口 30，使多余的氣體排出，在排氣口 30 上分別設(shè)有壓力計32和(X)2檢測儀31，(X)2檢測儀31通過導(dǎo)線與控制系統(tǒng)相連接；在光生物反應(yīng)器1的正面設(shè)有(X)2進(jìn)氣口 18并通過導(dǎo)氣管穿設(shè)光生物反應(yīng)器1的器壁從而與其內(nèi)的(X)2氣體分布器15相連接，CO2進(jìn)氣口 18與氣體混合罐4連接。且所有的氣體管路上分別設(shè)有流量計14和閥門13，液體輸送管路上分別設(shè)有液泵12和閥門13進(jìn)行流量控制。在光生物反應(yīng)器1內(nèi)接種微藻，將工業(yè)排放的(X)2廢氣壓縮在工業(yè)(X)2廢氣儲罐3 中，并與由空氣壓縮機9壓縮好的空氣在氣體混合罐4中進(jìn)行混合，采用閥門13和流量計 14來控制氣體的流量大小使CO2濃度為15% 30% (ν/ν)，然后分別通入光生物反應(yīng)器1 和積油罐2，將光生物反應(yīng)器1培養(yǎng)好的藻液泵入澄清池6澄清后獲得三級處理水并從第三出水口排出，沉降在澄清池6低部的藻泥泵入第一藻液分離裝置10，通過第一藻液分離裝置10的截留作用獲得三級處理污水進(jìn)入第一出水口排出，而濃縮得到的濃藻液分兩部分，一部分泵入藻液混合罐7，同時把污水沉淀池8的ニ級出水泵入藻液混合罐7進(jìn)行混合， 隨后將返混的藻液泵入光生物反應(yīng)器1，并通過控制流速調(diào)整回流比以控制光生物反應(yīng)器 1的藻細(xì)胞密度可進(jìn)行分割或連續(xù)培養(yǎng)，另一部分濃藻液泵入積油罐2內(nèi)進(jìn)行培養(yǎng)積油，隨后將積油的藻液泵入第二藻液分離裝置33，再通過第二藻液分離裝置33的截留作用獲得三級處理污水進(jìn)入第二出水ロ排出，濃縮得到的濃藻液泵入到收集罐11，收集后進(jìn)行藻油的煉制。下面具體以普通小球藻-小球藻C9-JN2010 (保藏編號為CCTCC NO =M 2010373) 為例，采用本發(fā)明的利用微藻處理污水并生產(chǎn)生物油脂的系統(tǒng)處理污水并生產(chǎn)生物油脂，初始接種密度為1. ο X IO7CfuAil 6. 0 X IO7CfuAil，培養(yǎng)的條件為光照周期為 IOh 14h 16h 8h，光照強度為50001ux 150001ux，培養(yǎng)溫度為20 ；35°C，pH為 6. 5 8. 5，CO2氣體通氣量為0. 01 0. 2VVm0廢水中氮、磷的轉(zhuǎn)化率即去除率是衡量本エ藝污水處理效果的ー項重要指標(biāo)，計算方法如下所示氮、磷的轉(zhuǎn)化率(%) = (C1-C2) X 100% /C1式中=C1-廢水培養(yǎng)基中初始氮、磷的含量，mg ；C2-處理后廢水培養(yǎng)液中氮、磷的含量，mg。廢氣中(X)2的轉(zhuǎn)化率即CO2減排量是衡量本エ藝廢氣處理效果的ー項重要指標(biāo)，計算方法如下所示CO2 的轉(zhuǎn)化率(％ ) = (C1-C2) X 100% /C1式中=C1-電廠廢氣中(X)2的體積濃度，％ ；C2-處理后廢氣中CO2的體積濃度，％。微藻油脂的含量或油脂的得率是衡量本エ藝的綜合經(jīng)濟(jì)效益的ー項重要指標(biāo)，計算方法如下所示油脂的得率(％) = Hi1AiciX 100%式中mQ-提取油脂的藻體干重，g ；Hi1-粗油脂的質(zhì)量，g。實施例1搖瓶種液培養(yǎng)采用緑藻通用的f/2培養(yǎng)基(pH7. 0)，種子罐培養(yǎng)及光生物反應(yīng)器1 培養(yǎng)均采用污水培養(yǎng)基(PH7.0)。污水培養(yǎng)基是以過濾除雜菌或雜藻后的市政污水和エ業(yè)污水經(jīng)污水處理廠處理的ニ級出水(總氮為30. 0 50. Omg/L,氨氮為10. 0 16. Omg/L,總磷濃度為2.0 4. Omg/L)形成的培養(yǎng)基，通過進(jìn)料ロ/接種ロ 19加入到光生物反應(yīng)器1中并進(jìn)行滅菌，初始接種密度為6. OX 107Cfu/ml，攪拌轉(zhuǎn)速為120rpm，光照強度為150001ux， 光照周期為16h 8h，培養(yǎng)溫度為30°C，pH為7. OjCO2氣體的(X)2濃度為30% (ν/ν)，通氣量為0. IVVm,分割培養(yǎng)前，培養(yǎng)4 后所述光生物反應(yīng)器1內(nèi)藻濃度高達(dá)2. OX 108CfU/ml， 且所述生物光反應(yīng)器1內(nèi)的氮、磷的含量符合國家A類排放水標(biāo)準(zhǔn)(總氮濃度為15. Omg/L, 氨氮濃度為1. Omg/L，總磷濃度為0.5mg/L)時進(jìn)行發(fā)酵液分割，取出1/3 2/3所述發(fā)酵液進(jìn)行濃縮獲得濃縮發(fā)酵液，將一部分所述濃縮發(fā)酵液返回所述光生物反應(yīng)器1中并往所述光生物反應(yīng)器1中補加污水沉淀池8的ニ級出水，保持所述培養(yǎng)基的總量100%，繼續(xù)培養(yǎng)至所述光生物反應(yīng)器1內(nèi)的藻濃度達(dá)5. OX 108CfU/ml。將剩余的所述濃縮發(fā)酵液泵入具有污水培養(yǎng)基(其中補加2. 5%海鹽(W))的積油罐2中在通氣量為0. 2VVm的(X)2濃度為 30.0% (ν/ν)的所述CO2氣體下ニ步發(fā)酵進(jìn)行油脂積累48h，之后收集藻體提取藻油。利用上述エ藝培養(yǎng)小球藻C9-JN2010，氮、磷及(X)2的去除率及油脂積累關(guān)系見圖 6A-6B所示。由圖6A分析可知，在0 4 培養(yǎng)過程中，隨著培養(yǎng)時間延長，小球藻C9-JN2010 對氮、磷及CO2的消耗速度加快，在4 消耗速度最快，達(dá)到最大值分別為90. 0% (W)、 93.0% (W)和70% (v/v)，且藻體濃度達(dá)到2.0X108cfu/ml，隨后進(jìn)行分割，取出其中2/3 發(fā)酵液進(jìn)行濃縮后，將其中的1/3返回反應(yīng)器并充入無鹽的新鮮市政污水，保持培養(yǎng)基總量100%，另外一部分通入積油罐2 二次發(fā)酵積油48h。由圖6B分析可知，最終藻濃度達(dá) 5. OX 108CfU/ml，油脂含量最高達(dá)到40.0% (W)。以后按上述再次進(jìn)行分割培養(yǎng)，半連續(xù)培養(yǎng)，連續(xù)分割10次。實施例2采用連續(xù)發(fā)酵方式并以過濾除雜菌或雜藻后的市政污水和エ業(yè)污水是經(jīng)污水處理廠處理的ニ級出水為培養(yǎng)基，向該培養(yǎng)基中接種小球藻C9-JN2010，其中，初始接密度為 3. 5 XlO7CfuAil，光照周期為14h 10h，光照強度為50001ux，培養(yǎng)溫度為25°C，pH為8. 5， CO2氣體的(X)2濃度為25. 0% (ν/ν)，通氣量為0. 2VVm，連續(xù)培養(yǎng)480h，氮、磷去除效果，CO2 的轉(zhuǎn)化率(％ (ν/ν))及油脂積累關(guān)系見圖7Α-7Β所示。由圖7Α分析得知，在連續(xù)培養(yǎng)前期，隨著培養(yǎng)的時間延長，其對氮、磷及(X)2的利用加快。在0 120h氮的利用速度不斷加快，隨后去除率達(dá)到80. 0% (W)，在120 288h 還不穩(wěn)定，隨后氮去除率趨于穩(wěn)定在80.0% (W)。在0 磷的利用速度不斷加快，隨后去除率達(dá)到80.0% (W)，96 21 還不穩(wěn)定，隨后磷去除率趨于穩(wěn)定在80.0% (W)。在 0 96h CO2利用速度不斷加快，隨后去除率達(dá)到65. 0% (ν/ν)，在96 240h還不穩(wěn)定，隨后CO2去除率趨于穩(wěn)定在65. 0% (ν/ν)。由圖7Β分析得知，在連續(xù)培養(yǎng)前期，隨著培養(yǎng)的時間延長，藻細(xì)胞生長速率及油脂的積累速率加快。在0 藻體生長速度不斷加快，藻體濃度達(dá)3. OX 108Cfu/ml，在 96 MOh還不穩(wěn)定，隨后藻體濃度趨于穩(wěn)定在3. OX 108cfu/ml。在0 19 油脂積累速度不斷加快且油脂含量高達(dá)25. 0% (W), 192h以后藻體油脂的含量趨于穩(wěn)定在25. 0% (W)0實施例3采用分批發(fā)酵方式并以過濾除雜菌或雜藻后的市政污水和エ業(yè)污水是經(jīng)污水處理廠ニ級出水為培養(yǎng)基，向該培養(yǎng)基中接種小球藻C9-JN2010，其中，初始接密度為 1.0 XlO7CfuAil，光照周期為IOh 14h，光照強度為75001UX，培養(yǎng)溫度為20°C，pH為6. 5， CO2的濃度為15. 0% (ν/ν)，通氣量為0. OlVVm，分批培養(yǎng)480h，氮、磷去除效果，CO2的轉(zhuǎn)化率(％ (ν/ν))及油脂積累關(guān)系見圖8Α-8Β所示。由圖8Α分析得知，在培養(yǎng)前期，隨著培養(yǎng)的時間延長，其對氮、磷及(X)2的利用加快。在0 16 內(nèi)氮的利用速度不斷加快且去除率高達(dá)98. 0% (W)，隨后在168 21 內(nèi)一直保持在此水平，但在MOh開始下降為91.0% (W)，之后一直保持在此水平。在0 168h內(nèi)磷的利用速度不斷加快且去除率高達(dá)99. 5% (W),隨后在168 內(nèi)一直保持在此水平，但在觀他略有下降，為98. 0% (W)，之后一直保持在此水平。在0 16 內(nèi)CO2 利用速度不斷加快且去除率高達(dá)75. 0% (ν/ν)，并在168 MOh內(nèi)保持穩(wěn)定，隨后利用速度逐漸減慢，最終CO2去除率只有30.0% (ν/ν) 0由圖8Β分析得知，在分批培養(yǎng)前期，隨著培養(yǎng)的時間延長，藻細(xì)胞生長速率及油脂的積累速率加快。在分批培養(yǎng)過程中，在0 120h藻體生長不斷加快且藻體濃度最大達(dá)1. IX 108CfU/ml，在120h 16 內(nèi)維持在此水平，隨后藻體濃度開始下降，最終為 5. 2X 107CfU/ml。在0 16 內(nèi)藻體油脂積累速度不斷加快且藻體油脂含量高達(dá)30. 0% (W)，隨后一直保持在此水平。實施例4根據(jù)上述方法，分別采用本發(fā)明的透明槽式光生物反應(yīng)器和氣升式光生物反應(yīng)器進(jìn)行普通小球藻C9-JN2010(保藏編號為CCTCC NO =M 2010373)的分批培養(yǎng)，培養(yǎng)周期為 MOh，氮、磷去除效果，CO2的轉(zhuǎn)化率(％ )及油脂積累關(guān)系見圖9A-9C所示。由圖9A分析得知，采用槽式光生物反應(yīng)器分批培養(yǎng)過程中，氮、磷及(X)2的利用速度較快且除率最高分別達(dá)98. 0%,99. 5%和75. O%，而采用普通氣升式光生物反應(yīng)器分批培養(yǎng)過程中，氮、磷及(X)2的利用速率較慢，其去除率最高分別為82. 0%、85. 0%和65. 0%。由圖9B分析得知，采用槽式光生物反應(yīng)器分批培養(yǎng)過程中，藻體生長也較快，在 O 96h內(nèi)，隨著培養(yǎng)時間的延長，藻體生長速度較快，最終藻的生物量最高1. 2X IO8Cfu/ ml，隨后藻體生物量開始下降，而采用普通氣升式光生物反應(yīng)器分批培養(yǎng)過程中，藻體生長也較快，在O 144h內(nèi)，隨著培養(yǎng)時間的延長，藻體生長速度較快，最終藻的生物量最高 1. OX 108cfu/ml，隨后藻體生物量開始下降。由圖9C分析得知，采用槽式光生物反應(yīng)器分批培養(yǎng)過程中，在O 144h內(nèi)，隨著培養(yǎng)時間的延長，藻體細(xì)胞內(nèi)油脂積累速度較快，最終藻的油脂含量最高達(dá)30.0%，隨后細(xì)胞內(nèi)油脂含量開始下降，而采用普通氣升式光生物反應(yīng)器分批培養(yǎng)過程中，在O 144h內(nèi)， 藻體細(xì)胞內(nèi)油脂積累速度較快，最終藻的油脂含量最高達(dá)25.0%，隨后細(xì)胞內(nèi)油脂含量開始下降。因此，本發(fā)明的以市政污水和エ業(yè)污水為培養(yǎng)基并利用普通小球藻C9-JN2010 高密度培養(yǎng)エ藝進(jìn)行污水處理，向該培養(yǎng)基中接種小球藻C9-JN2010，其中，初始接密度為 1.0X107cfu/ml 6. 0X107cfu/ml，光照周期為 IOh 14h 16h 8h，光照強度為 50001ux 150001ux，培養(yǎng)溫度為 20 30°C，pH 為 6. 5 8. 5, CO2 (15. 0% 30. 0% (v/v)) 通氣量為0. 01 0. 2VVm,培養(yǎng)480h后，藻細(xì)胞濃度高，且所述生物光反應(yīng)器1內(nèi)的氮、磷等含量符合國家A類排放水標(biāo)準(zhǔn)(總氮濃度為15. Omg/L,氨氮濃度為1. Omg/L,總磷濃度為 0. 5mg/L)。通過小球藻的深度處理后，水中總氮濃度低于15. Omg/L，氨氮濃度小于1. Omg/ L，總磷濃度低于0. 5mg/L，污水中的氮磷含量分別降低了 80. 0% 98. 0% (W)和80. 0%~ 99. 5% (W)，CO2濃度降低30. 0% 75. 0% (ν/ν)，pH為7. O 8. O。通過小球藻的生長積累油脂，最終積油罐2內(nèi)的藻濃度達(dá)1.0X 108Cfu/ml 5. OX 108Cfu/ml，油脂含量可達(dá) 25.0% 40.0% (W)。能實現(xiàn)CO2減排和生物能源生產(chǎn)、氮、磷及CO2高去除效率，并且藻濃度、油脂的含量高，達(dá)到保護(hù)環(huán)境和生產(chǎn)生物資源的雙重效果，操作簡便快速、成本低、無污染、社會和經(jīng)濟(jì)綜合效益高，適于大規(guī)模推廣應(yīng)用。而采用槽式光生物反應(yīng)器與普通氣升式光生物反應(yīng)器分別培養(yǎng)普通小球藻C9-JN2010，槽式光生物反應(yīng)器與普通氣升式光生物反應(yīng)器相比，槽式光生物反應(yīng)器更有利于藻細(xì)胞的生長和細(xì)胞內(nèi)油脂的積累，生物量和藻細(xì)胞內(nèi)油脂含量最高分別為1. 2X108cfu/ml和30. 0% (W)，均比后者提高了 20. 0%左右，同時對污水中的氮磷及CO2的去除效果也更好，最大去除率分別為98.0% (W), 99. 5% (W)和75.0% (ν/ν)，其去除率比后者分別提高了 19. 5%、17. 0%和15.4%。當(dāng)本發(fā)明的微藻進(jìn)行污水深度處理及生產(chǎn)油脂的裝置的主體為封閉槽式光生物反應(yīng)器吋，利用其進(jìn)行微藻培養(yǎng)，由于封閉槽式光生物反應(yīng)器能進(jìn)行徹底的清洗和滅菌消毒，雖然培養(yǎng)條件溫和，仍可保持培養(yǎng)全過程無污染狀態(tài)；在微藻培養(yǎng)過程中，不需要劇烈攪拌，封閉槽式光生物反應(yīng)器內(nèi)培養(yǎng)液流體運動具有較強的規(guī)律性，剪切作用小，培養(yǎng)小球藻細(xì)胞時，顯微鏡下觀察藻體細(xì)胞均為球形，表面光滑、平整均勻；由于封閉槽式光生物反應(yīng)器外壁設(shè)置有多個溫控夾套或盤管23，能夠進(jìn)行分段控溫且溫度控制穩(wěn)定。由于封閉槽式光生物反應(yīng)器的受光面積/體積比較大，使用高濃度CO2吋，能耗小且毒害微小，不易產(chǎn)生氧積累和毒害等條件。本發(fā)明適合進(jìn)行各種微藻細(xì)胞的培養(yǎng)，并均可達(dá)到較高的細(xì)胞密度。反應(yīng)器中沒有大功率的機械攪拌，也不需要通入大量的低濃度(X)2而消耗大量的能耗。 同吋，本發(fā)明在操作上，接種、取樣、收集藻體、清洗、滅菌和拆裝等每個環(huán)節(jié)都十分方便快捷。本發(fā)明可単獨使用，也可多個一起組合成串聯(lián)或并聯(lián)培養(yǎng)系統(tǒng)，能實現(xiàn)微藻エ業(yè)化大規(guī)模高密度培養(yǎng)。綜上所述，本發(fā)明的利用微藻處理污水并生產(chǎn)生物油脂的系統(tǒng)和方法在污水處理的同吋，實現(xiàn)生產(chǎn)生物能源與其他副產(chǎn)品(如，蛋白質(zhì)、化妝品原料及動物飼料等)，降低生產(chǎn)成本，可達(dá)到廢物資源的綜合利用，實現(xiàn)節(jié)能減排的緑色生產(chǎn)，適用從實驗室到エ業(yè)規(guī)?；⒃迮囵B(yǎng)，設(shè)計巧妙獨特，適于大規(guī)模推廣應(yīng)用。在此說明書中，本發(fā)明已參照其特定的實施例作了描述。但是，很顯然仍可以作出各種修改和變換而不背離本發(fā)明的精神和范圍。因此，說明書和附圖應(yīng)被認(rèn)為是說明性的而非限制性的。
權(quán)利要求
1.一種利用微藻處理污水并生產(chǎn)生物油脂的系統(tǒng)，其特征在于，包括光生物反應(yīng)器、第一光源裝置、CO2供氣裝置、積油罐、第二光源裝置、污水沉淀池、藻液混合罐、第一藻液分離裝置和第二藻液分離裝置，所述第一光源裝置設(shè)置在所述光生物反應(yīng)器中，所述第二光源裝置設(shè)置在所述積油罐中，所述CO2供氣裝置分別氣路連接所述光生物反應(yīng)器和所述積油罐，所述污水沉淀池管路連接所述積油罐并通過所述藻液混合罐管路連接所述光生物反應(yīng)器，所述光生物反應(yīng)器通過所述第一藻液分離裝置分別管路連接所述藻液混合罐和所述積油罐，所述積油罐管路連接所述第二藻液分離裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用微藻處理污水并生產(chǎn)生物油脂的系統(tǒng)，其特征在于，所述的利用微藻處理污水并生產(chǎn)生物油脂的系統(tǒng)還包括至少一個CO2氣體分布器，所述(X)2氣體分布器設(shè)置在所述光生物反應(yīng)器內(nèi)并與位于所述光生物反應(yīng)器外的所述(X)2供氣裝置管路連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的利用微藻處理污水并生產(chǎn)生物油脂的系統(tǒng)，其特征在于，所述ω2氣體分布器是環(huán)形(X)2氣體分布器。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的利用微藻處理污水并生產(chǎn)生物油脂的系統(tǒng)，其特征在于，所述(X)2氣體分布器的直徑與所述光生物反應(yīng)器的長或?qū)捴葹?. 2 0. 6，與所述光生物反應(yīng)器的底部相距10 50cm，且所述(X)2氣體分布器上的孔隙直徑為0. 2 2. 0mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的利用微藻處理污水并生產(chǎn)生物油脂的系統(tǒng)，其特征在于，所述的利用微藻處理污水并生產(chǎn)生物油脂的系統(tǒng)還包括攪拌裝置，所述攪拌裝置包括驅(qū)動部件和與所述CO2氣體分布器的數(shù)目相同的攪拌槳，所述攪拌槳設(shè)置在所述(X)2氣體分布器的上方，所述驅(qū)動部件位于所述光生物反應(yīng)器外并局部穿設(shè)所述光生物反應(yīng)器連接所述攪拌O
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用微藻處理污水并生產(chǎn)生物油脂的系統(tǒng)，其特征在于，所述光生物反應(yīng)器的容積為IOOm3 10000m3。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用微藻處理污水并生產(chǎn)生物油脂的系統(tǒng)，其特征在于，所述光生物反應(yīng)器是封閉槽式光生物反應(yīng)器，且是至少兩個U形連接形成的迂回曲折的槽體。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的利用微藻處理污水并生產(chǎn)生物油脂的系統(tǒng)，其特征在于，所述封閉槽式光生物反應(yīng)器是透明的封閉槽式光生物反應(yīng)器，所述第一光源裝置是太陽光光源和/或LED三色冷光源。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的利用微藻處理污水并生產(chǎn)生物油脂的系統(tǒng)，其特征在于，所述積油罐是透明的積油罐，所述第二光源裝置是太陽光光源和/或LED三色冷光源。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用微藻處理污水并生產(chǎn)生物油脂的系統(tǒng)，其特征在于，所述的利用微藻處理污水并生產(chǎn)生物油脂的系統(tǒng)還包括溫度控制裝置，所述溫度控制裝置包括多級溫控夾套或盤管，所述多級溫控夾套或盤管設(shè)置在所述封閉槽式光生物反應(yīng)器的外壁上。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用微藻處理污水并生產(chǎn)生物油脂的系統(tǒng)，其特征在于，所述的利用微藻處理污水并生產(chǎn)生物油脂的系統(tǒng)還包括氧分離器，所述氧分離器內(nèi)置于所述光生物反應(yīng)器的頂端的氣體收集管中。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用微藻處理污水并生產(chǎn)生物油脂的系統(tǒng)，其特征在于，所述的利用微藻處理污水并生產(chǎn)生物油脂的系統(tǒng)還包括至少一個光敏探頭、溫度計、PH電極及溶氧電極，所述光敏探頭、所述溫度計、所述PH電極及所述溶氧電極分別穿設(shè)所述光生物反應(yīng)器的器壁且其探頭部位位于所述光生物反應(yīng)器內(nèi)。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用微藻處理污水并生產(chǎn)生物油脂的系統(tǒng)，其特征在于，所述(X)2供氣裝置包括工業(yè)(X)2廢氣儲罐、空氣壓縮機和氣體混合罐，所述工業(yè)(X)2廢氣儲罐和所述空氣壓縮機分別氣路連接所述氣體混合罐，所述氣體混合罐分別氣路連接所述光生物反應(yīng)器和所述積油罐。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用微藻處理污水并生產(chǎn)生物油脂的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一藻液分離裝置設(shè)置有第一出水口，所述第二藻液分離裝置設(shè)置有第二出水口。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用微藻處理污水并生產(chǎn)生物油脂的系統(tǒng)，其特征在于，所述的利用微藻處理污水并生產(chǎn)生物油脂的系統(tǒng)還包括澄清池，所述光生物反應(yīng)器通過所述澄清池管路連接所述第一藻液分離裝置。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的利用微藻處理污水并生產(chǎn)生物油脂的系統(tǒng)，其特征在于， 所述澄清池設(shè)置有第三出水口。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用微藻處理污水并生產(chǎn)生物油脂的系統(tǒng)，其特征在于，所述的利用微藻處理污水并生產(chǎn)生物油脂的系統(tǒng)還包括收集罐，所述第二藻液分離裝置管路連接所述收集罐。
18.一種采用根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用微藻處理污水并生產(chǎn)生物油脂的系統(tǒng)處理污水并生產(chǎn)生物油脂的方法，其特征在于，在所述光生物反應(yīng)器中接種微藻，所述CO2供氣裝置提供15. 0 30. 0% (v/v) CO2氣體，所述污水沉淀池容納市政污水和/或工業(yè)污水經(jīng)污水處理廠處理后的二級出水，將所述二級出水和所述(X)2氣體通入所述光生物反應(yīng)器中培養(yǎng)所述微藻，所述光生物反應(yīng)器的出水經(jīng)所述第一藻液分離裝置得到濃縮藻液，一部分所述濃縮藻液進(jìn)入所述藻液混合罐與來自所述污水沉淀池的所述二級出水混合后進(jìn)入所述光生物反應(yīng)器，將所述二級出水和所述(X)2氣體通入所述積油罐，另一部分所述濃縮藻液進(jìn)入所述積油罐進(jìn)行培養(yǎng)，所述積油罐的出水經(jīng)所述第二藻液分離裝置得到用于提取藻油的藻體。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，所述二級出水中總氮為30.0 50. Omg/L，氨氮為 10. 0 16. Omg/L,總磷濃度為 2. 0 4. Omg/L。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，所述微藻選自自養(yǎng)小球藻、微擬球藻、 布朗葡萄藻、纖細(xì)角毛藻、海綠球藻、球等鞭金藻、新月菱形藻、三角褐指藻、杜氏藻和棱形藻的一種或幾種。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，所述普通小球藻是小球藻C9-JN2010， 保藏編號為CCTCC NO =M 2010373，初始接種密度為 1. 0X107cfu/ml 6. 0X107cfu/ml，所述培養(yǎng)的條件為光照周期為IOh 14h 16h 8h，光照強度為50001UX 150001UX，培養(yǎng)溫度為20 30°C，pH為6. 5 8. 5，CO2氣體通氣量為0. 01 0. 2VVm。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種利用微藻處理污水并生產(chǎn)生物油脂的系統(tǒng)，其第一和第二光源裝置分別設(shè)置在光生物反應(yīng)器和積油罐中，CO2供氣裝置分別氣路連接光生物反應(yīng)器和積油罐，污水沉淀池管路連接積油罐并通過藻液混合罐管路連接光生物反應(yīng)器，光生物反應(yīng)器通過第一藻液分離裝置分別管路連接藻液混合罐和積油罐，積油罐管路連接第二藻液分離裝置，還提供了利用上述系統(tǒng)處理污水并生產(chǎn)生物油脂的方法，利用本發(fā)明，在污水處理的同時，實現(xiàn)生產(chǎn)生物能源與其他副產(chǎn)品(如，蛋白質(zhì)、化妝品原料及動物飼料等)，降低生產(chǎn)成本，可達(dá)到廢物資源的綜合利用，實現(xiàn)節(jié)能減排的綠色生產(chǎn)，適用從實驗室到工業(yè)化規(guī)模微藻培養(yǎng)，設(shè)計巧妙獨特，適于大規(guī)模推廣應(yīng)用。
文檔編號C02F3/34GK102583767SQ20111000837
公開日2012年7月18日 申請日期2011年1月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月14日
發(fā)明者夏小樂, 張玲, 李宇佶, 李昌靈, 楊海麟, 王武, 辛瑜 申請人:江南大學(xué)