CN109336360A

CN109336360A - 蓝藻深度脱水方法及其发电能源化方法

Info

Publication number: CN109336360A
Application number: CN201811322717.2A
Authority: CN
Inventors: 韩士群; 周庆; 巫佳杰
Original assignee: Jiangsu Academy of Agricultural Sciences
Current assignee: Jiangsu Academy of Agricultural Sciences
Priority date: 2018-11-08
Filing date: 2018-11-08
Publication date: 2019-02-15

Abstract

本发明涉及蓝藻深度脱水方法及其发电能源化方法。蓝藻深度脱水方法包括改性处理和脱水处理，其中改性处理为向蓝藻浆中添加改性处理剂，并添加纤维性物质。蓝藻发电能源化方法包括将深度脱水所得蓝藻饼加入焚烧物中，然后进行焚烧发电。本发明采用改性处理剂结合纤维性物质对蓝藻细胞进行改性，之后只需以脱水设备进行脱水，即能将蓝藻含水率降至60％以下，该方法以简单过程即能实现对蓝藻的深度脱水，简便易用，市场前景良好。此外，将脱水所得蓝藻饼加入焚烧物后可进行焚烧发电，从而实现蓝藻发电能源化。

Description

蓝藻深度脱水方法及其发电能源化方法

技术领域

本发明涉及一种蓝藻深度脱水方法及其发电能源化方法，适用于对富营养化湖泊蓝藻的治理，属于环保技术领域和生物质能源技术领域。

背景技术

据发明人了解，目前世界上已有大量受到污染的湖泊处于富营养化状况，其水体氮、磷超标，极易导致水华暴发。水华主要种类是有毒蓝藻，构成水华的蓝藻群体大量滋生后又大量死亡，分解时散发出令人难以忍受的恶臭，污染水质和空气，同时大量消耗水中溶解的氧气，常造成大批鱼类窒息死亡，严重地破坏了湖泊等生态系统；特别当这些湖泊用作水源地时，会导致当地水厂无法正常供水，进而引发饮用水危机。

在减少水华治理湖泊的过程中，主要采用人工或机械打捞，然后再做进一步处理。然而，从湖泊打捞出来的蓝藻浆含固率仅0.1～0.5％，即使经藻水分离站处理后，产出藻泥的含水率仍高达90％左右。对于蓝藻无害化处置来说，首先要解决水分和减容问题；对于蓝藻的资源化利用来说，其最大障碍是高水分问题。虽然厌氧发酵产沼气方法利用藻泥，对其含水量要求不高，但是巨量的沼液、沼渣问题决定了厌氧发酵产沼气的蓝藻资源化利用方法难以继续采用。高温好氧堆肥是适应大规模处置利用蓝藻的较好办法，但由现有方法获得的藻泥含水量都在90％左右，仍不能满足堆肥原料水分约60％的需求。蓝藻生产氨基酸、生物塑料等高价值资源化利用要求其含水量7％以下。此外，蓝藻深度脱水后大幅度减少其重量和体积，可显著降低运输成本。因此，对蓝藻无害化处置资源化利用，首先要对其进行深度脱水、减容处置。

对于蓝藻资源化技术，国内外相关研究主要包括：(1)厌氧发酵，采用蓝藻厌氧发酵技术生产沼气；(2)好氧堆肥，蓝藻堆肥用做农业有机肥；(3)提取藻蓝蛋白等；(4)生产氨基酸；(5)生产生物塑料。目前没有关于蓝藻直接发电能源化技术报道。

经检索发现，专利号CN200710025698.2、授权公告号CN100504263C的中国发明专利公开了一种蓝藻减容处理工艺，包括：在蓝藻浆中加入絮凝剂聚合氯化铝，搅拌5-60秒后再加入絮凝剂聚丙烯酰胺，搅拌5-60秒，投加絮凝剂黏土，充分搅匀后脱水，形成藻饼或藻渣，其含水率＜90％，蓝藻的减容量≥90％。该技术方案在处理后所得产物的含水率很高，难以满足后续处理要求。

申请号CN201310568865.3、申请公布号CN103588380A的中国发明专利申请，公开了一种利用强氧化剂对藻泥深度脱水的方法，包括：对藻泥的绝干污泥量进行测定；将双氧水与藻泥混合均匀，反应，得到反应混合物；将PAM絮凝剂和净水剂加入到反应混合物中，混匀后静置放置，分离去水，脱水后藻泥含水率降低至50～60％。虽然该技术方案能有效降低含水率，但是其处理过程需要用到较多的化学药剂，存在改进的空间。

专利号CN201410683997.5、授权公告号CN104399315B的中国发明专利，公开了一种同时对蓝藻进行脱毒和脱水的方法，包括：调节蓝藻的pH为酸性；向酸性的蓝藻中加入氧化剂(过氧化氢或过氧乙酸)，然后进行微波辐射处理；将经过微波辐射处理的蓝藻进行压滤脱水，完成对蓝藻的处理，脱水后蓝藻渣含水率为45～55％。虽然该技术方案能有效降低含水率，但是其处理过程中需要在加入氧化剂之前调节pH，还需要做微波处理，稍显复杂，存在改进的空间。

专利号CN201410684214.5、授权公告号CN104370431B的中国发明专利，公开了一种蓝藻脱水方法，包括超声、加絮凝剂和压滤脱水步骤，具体为将蓝藻经超声波处理2～6min；向超声后的蓝藻中加入絮凝剂(选自聚合氯化铝、聚合硫酸铝、聚合氯化铁、聚合硫酸铁、聚丙烯酰胺、二甲基二烯丙基氯化铵)，并搅拌均匀；将加入絮凝剂后的蓝藻进行压滤脱水，脱水后蓝藻渣含水率为65～73％。该技术方案处理后所得产物的含水率稍高，且在处理过程中需要在加入絮凝剂之前先做超声波处理，稍显复杂，存在改进的空间。

发明内容

本发明的主要目的是：克服现有技术存在的问题，提供一种蓝藻深度脱水方法，经简单处理步骤即能有效降低蓝藻含水率。此外，本发明还提供蓝藻发电能源化方法。

本发明解决其技术问题的技术方案如下：

一种蓝藻深度脱水方法，其特征是，包括以下步骤：

第一步、改性处理：向蓝藻浆中添加改性处理剂，并添加纤维性物质；所述改性处理剂至少包括氧化钙、氢氧化钙、三氯化铁、聚合氯化铝之一；所述蓝藻浆的含水率大于60％，所述改性处理剂的添加重量占蓝藻浆中蓝藻干物质重量的1～10％，所述纤维性物质的添加重量占蓝藻浆中蓝藻干物质重量的0.1～6％；

第二步、脱水处理：将第一步改性处理所得的蓝藻浆经脱水设备进行脱水。

该方法采用改性处理剂结合纤维性物质对蓝藻细胞进行改性，之后只需以脱水设备进行脱水，即能将蓝藻含水率降至60％以下，脱水减容效果显著。

上述方法进一步完善的技术方案如下：

优选地，所述改性处理剂为氧化钙、氢氧化钙、三氯化铁、聚合氯化铝中的一种或多种。

优选地，所述纤维性物质为植物纤维。

更优选地，所述植物纤维为树木锯末和/或秸秆粉。

优选地，所述蓝藻浆的含水率为大于60％且小于99.9％。

优选地，所述脱水设备为隔膜压滤机、板框压滤机、厢式压滤机、带式压滤机、或螺旋挤压脱水机。

优选地，所述方法还包括：

第三步、废液处理：向第二步脱水处理产生的废液加入催化剂，所述催化剂为臭氧和氧化铁。

采用该优选方案，可去除废液中的藻毒素和部分COD，以利于进一步处理废液，如进入生化处理系统进行处理。

一种蓝藻发电能源化方法，其特征是，包括以下步骤：

先采用前文所述蓝藻深度脱水方法对蓝藻浆进行处理，并得到蓝藻饼；再将蓝藻饼加入焚烧物中，然后进行焚烧发电；所述蓝藻饼的添加重量占焚烧物重量的10～50％。

上述方法进一步完善的技术方案如下：

优选地，所述焚烧物包括煤和/或生活垃圾。

优选地，焚烧发电采用垃圾焚烧炉；焚烧发电时，控制空气过量30～100％，控制温度为600℃～700℃。

与现有技术相比，本发明采用改性处理剂结合纤维性物质对蓝藻细胞进行改性，之后只需以脱水设备进行脱水，即能将蓝藻含水率降至60％以下，该方法以简单过程即能实现对蓝藻的深度脱水，简便易用，市场前景良好。此外，将脱水所得蓝藻饼加入焚烧物后可进行焚烧发电，从而实现蓝藻发电能源化。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步详细描述。但是本发明不限于所给出的例子。

实施例1

本实施例的蓝藻深度脱水方法包括：

第一步、改性处理：向蓝藻浆中添加改性处理剂，并添加纤维性物质；改性处理剂至少包括氧化钙、氢氧化钙、三氯化铁、聚合氯化铝之一；蓝藻浆的含水率大于60％，改性处理剂的添加重量占蓝藻浆中蓝藻干物质重量的1～10％，纤维性物质的添加重量占蓝藻浆中蓝藻干物质重量的0.1～6％；纤维性物质为植物纤维；植物纤维为树木锯末和/或秸秆粉。

第二步、脱水处理：将第一步改性处理所得的蓝藻浆经脱水设备进行脱水。脱水设备为隔膜压滤机、板框压滤机、厢式压滤机、带式压滤机、或螺旋挤压脱水机。

本实施例的具体试验例如下表所示，各试验例要处理的蓝藻浆的含水率为88～95％：

由上表可知，本实施例以简单过程即能实现对蓝藻的深度脱水。

发明人经研究后认为：本实施例方法采用改性处理剂结合纤维性物质应能对蓝藻细胞的胶被、假空泡以及表面电荷进行改性，从而取得显著的脱水效果。

实施例2

本实施例的蓝藻深度脱水方法包括：

第一步、改性处理：向蓝藻浆中添加改性处理剂，并添加纤维性物质；改性处理剂为氧化钙、氢氧化钙、三氯化铁、聚合氯化铝中的一种或多种；蓝藻浆的含水率为大于60％且小于99.9％，改性处理剂的添加重量占蓝藻浆中蓝藻干物质重量的1～10％，纤维性物质的添加重量占蓝藻浆中蓝藻干物质重量的0.1～6％；纤维性物质为植物纤维；植物纤维为树木锯末和/或秸秆粉。

本实施例不仅能实现对蓝藻的深度脱水，还能对脱水产生的废液脱毒，并部分去除其中的COD，以利于进一步处理废液，如进入生化处理系统进行处理。

实施例3

本实施例的蓝藻发电能源化方法包括：

(1)采用实施例1的蓝藻深度脱水方法对蓝藻浆进行处理，并得到蓝藻饼；

(2)将蓝藻饼加入焚烧物中，然后进行焚烧发电；蓝藻饼的添加重量占焚烧物重量的10～50％。

其中，焚烧物包括煤和/或生活垃圾。焚烧发电采用垃圾焚烧炉；焚烧发电时，控制空气过量30～100％，控制温度为600℃～700℃。

本实施例可将深度脱水后的蓝藻用于焚烧发电，从而实现蓝藻发电能源化。

除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims

1.一种蓝藻深度脱水方法，其特征是，包括以下步骤：

第一步、改性处理：向蓝藻浆中添加改性处理剂，并添加纤维性物质；所述改性处理剂至少包括氧化钙、氢氧化钙、三氯化铁、聚合氯化铝之一；所述蓝藻浆的含水率为大于60％，所述改性处理剂的添加重量占蓝藻浆中蓝藻干物质重量的1～10％，所述纤维性物质的添加重量占蓝藻浆中蓝藻干物质重量的0.1～6％；

2.根据权利要求1所述的蓝藻深度脱水方法，其特征是，所述改性处理剂为氧化钙、氢氧化钙、三氯化铁、聚合氯化铝中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的蓝藻深度脱水方法，其特征是，所述纤维性物质为植物纤维。

4.根据权利要求3所述的蓝藻深度脱水方法，其特征是，所述植物纤维为树木锯末和/或秸秆粉。

5.根据权利要求1至4任一项所述的蓝藻深度脱水方法，其特征是，所述蓝藻浆的含水率为大于60％且小于99.9％。

6.根据权利要求1至4任一项所述的蓝藻深度脱水方法，其特征是，所述脱水设备为隔膜压滤机、板框压滤机、厢式压滤机、带式压滤机、或螺旋挤压脱水机。

7.根据权利要求1至4任一项所述的蓝藻深度脱水方法，其特征是，所述方法还包括：

8.一种蓝藻发电能源化方法，其特征是，包括以下步骤：

先采用权利要求1至7任一项所述蓝藻深度脱水方法对蓝藻浆进行处理，并得到蓝藻饼；再将蓝藻饼加入焚烧物中，然后进行焚烧发电；所述蓝藻饼的添加重量占焚烧物重量的10～50％。

9.根据权利要求8所述的蓝藻发电能源化方法，其特征是，所述焚烧物包括煤和/或生活垃圾。

10.根据权利要求8所述的蓝藻发电能源化方法，其特征是，焚烧发电采用垃圾焚烧炉；焚烧发电时，控制空气过量30～100％，控制温度为600℃～700℃。