申请日2016.09.10
公开(公告)日2017.01.04
IPC分类号C10B53/02; C10B57/10; C10G1/00; C02F3/32; C22B7/00
摘要
本发明涉及用藻类处理含有重金属离子废水与藻类制备生物质燃料的耦合方法;将废水通入藻池中，藻类通过生物吸附和生物吸收去除重金属，藻类细胞壁含有大量的多糖和蛋白质与重金属结合;废水处理完成后，通过打捞过滤的方法收集使用的藻类;进行晒干处理;然后将藻类置于真空的反应器中进行干馏，加热到400～600℃，自然冷却至室温，热解生成的气体产物通过冷凝装置冷却，收集得到的液体产物，不凝性气体通过排气管排除;液体产物通过离心分离后，得到水相产物和生物油;气体为燃料气产品，液体为燃料油;反应器内剩余的为碳化的藻类残渣与高温下发生团聚的重金属颗粒，将反应物残渣收集并煅烧，得到金属粉末。提高了总体的资源利用效率。
权利要求书
1.用藻类处理含有重金属离子废水与藻类制备生物质燃料的耦合方法:其特征是步骤如下：
1)将废水通入藻池中，藻类通过生物吸附和生物吸收去除重金属，藻类的细胞壁含有多糖和蛋白质与重金属结合;
2)废水处理完成后，通过打捞过滤的方法收集使用的藻类;对收集到的富集了重金属的藻类进行晒干处理;
3)将经过晒干处理的藻类置于真空的反应器中进行干馏，加热到400～600℃，而后自然冷却至室温，热解生成的气体产物通过冷凝装置冷却，收集得到的液体产物，不凝性气体通过排气管排除;液体产物通过离心分离后，得到水相产物和生物油;气体为燃料气产品，液体为燃料油;
4)反应器内剩余的为碳化的藻类残渣与高温下发生团聚的重金属颗粒，将反应物残渣收集并煅烧，得到金属粉末。
2.如权利要求1所述方法其特征是所述的藻类为蓝藻、绿藻、红藻或褐藻。
3.如权利要求1所述方法其特征是所述的重金属离子为Pb2+、Cr3+、Cu2+、Cd2+、Ag2+、Zn2+或Au2+。
4.如权利要求1所述方法其特征是所述的反应器内升温速率是20℃/分钟。
5.如权利要求1所述方法其特征是所述的达到设定温度400～600℃后恒温反应1h后，自然冷却至室温。
说明书
用藻类处理含有重金属离子废水与藻类制备生物质燃料的耦合方法
技术领域
本发明涉及一种化工产品制备技术领域，特别涉及一种用藻类处理含有重金属离子废水与藻类制备生物质燃料的耦合方法。
背景技术
利用藻类处理废水是近年来兴起的一种废水的绿色处理方法，特别是含有重金属离子的电镀废水，部分藻类可以吸附其中的重金属离子，并将其还原为金属单质颗粒，最终，这些细小的金属单质颗粒被吸附在藻类表面或“吞入”藻类细胞内，通过此过程，含有重金属离子的废水的毒性大幅减弱。然而，该过程中使用的藻类在完成废水处理后，缺乏经济价值，一般被直接焚烧或弃置。
生物质燃料是近年来兴起的以生物质为原料，经一些列复杂的化学和物理变化生产出燃料油或燃料气的统称。同样有研究者尝试利用藻类生产生物质燃料，但获得的燃料由于含氧量和含氮量过高，存在热值低、氮排放超标等问题，难以与化石燃料媲美。如何由生物质制备出含氧量和含氮量少的燃料是一个迫切需要解决的技术难题，近年来，有研究者尝试利用金属粉末作为催化剂，加入到藻类制备生物质燃料的反应中以降低其产物的氧、氮含量，但这类金属粉末催化剂制造成本昂贵，大幅提高了生物燃料的制造成本。
发明内容
本发明专利的目的：在于提出一种将藻类处理含有重金属离子废水工艺与藻类制备生物质燃料工艺耦合的方法，既实现了对处理了重金属离子废水后的藻类的利用，又降低了藻类制备得到的生物质燃料的含氧量和含氮量，并无需外加金属粉末催化剂。
为实现本发明专利之目的，拟采用以下技术方案：
本发明的用藻类处理含有重金属离子废水与藻类制备生物质燃料的耦合方法;其特征是步骤如下：
1)将废水通入藻池中，藻类通过生物吸附和生物吸收去除重金属，藻类的细胞壁含有多糖和蛋白质与重金属结合;
2)废水处理完成后，通过打捞过滤的方法收集使用的藻类;对收集到的富集了重金属的藻类进行晒干处理;
3)将经过晒干处理的藻类置于真空的反应器中进行干馏，加热到400～600℃，而后自然冷却至室温，热解生成的气体产物通过冷凝装置冷却，收集得到的液体产物，不凝性气体通过排气管排除;液体产物通过离心分离后，得到水相产物和生物油;气体为燃料气产品，液体为燃料油;
4)反应器内剩余的为碳化的藻类残渣与高温下发生团聚的重金属颗粒，将反应物残渣收集并煅烧，得到金属粉末。
优选条件如下：
藻类为蓝藻、绿藻、红藻、或褐藻。
重金属离子为Pb2+、Cr3+、Cu2+、Cd2+、Ag2+、Zn2+或Au2+。
反应器内升温速率是20℃/分钟。
达到设定温度400～600℃后恒温反应1h后，自然冷却至室温。
本发明与现有技术比较的特点：由于将藻类用于废水处理的工艺与藻类用于生物质燃料制备工艺耦合，既实现了废水处理工艺末端的藻类的资源化利用，又提高了藻类制备生物质燃料工艺的效益，同时，实现了废水中重金属的回收，显著提高了两套流程总体的资源利用效率。