CN112028414A - 一种生物质水热产能工艺及装置 - Google Patents

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Abstract

一种生物质水热产能工艺及装置，所述工艺具体包括水热水相废水稀释、接种真菌培养、微藻采收、藻菌生物质水热产能、净化水回用和循环产能步骤，形成半封闭循环模式的生物质水热产能工艺。所述装置由真菌和微藻生物反应器、过滤器、水热反应釜、储气瓶、储碳瓶、储油瓶、混合气室、光源和CO2气罐等构成。本发明首次提出丝状真菌与微藻联合回收水热水相废水营养元素并回用水资源的方法，建立一种基于水热工艺的生物质半封闭循环产能装置，集生物质转化、水热水相废水处理、水资源回收、微藻培养、藻菌采收为一体，减少了整个产能工艺成本，特别减少了微藻培养和藻菌采收的投入，为生物质精炼系统工业化应用提出了新思路。

Description

一种生物质水热产能工艺及装置
技术领域
本发明涉及一种生物质水热产能工艺及装置，具体属于废水处理及生物质产能技术领域。
技术背景
水热水相废水是水热反应产能技术中产生量最大的副产物，该废水富含碳、氮、磷等营养元素，有机污染物浓度高、种类繁多，还含有生物难降解有机化合物（如酚类、呋喃、碳-氮杂环物质）等，成分复杂难以处理；如果加强碱或吸附剂处理，不但提高水热反应产能系统的成本，而且导致严重的能源浪费。因此，加强水热水相废水资源化利用成为当前研究的热点。专利201810307976.1提出一种把废水中氮元素通过重氮化反应还原为氮气去除，加Ba(OH)2或NaOH调节pH沉淀去除SO4 2-，回用含碳和氢元素的水热废水作为水热反应的水溶剂，从而回收废水中碳、氢有机元素的方法。回用除氮后的水热废水作为反应溶剂可有效回收废水中的碳氢元素，但水热反应的原料无需干燥本身含水，因此回用的水热废水处理量有限，不适合用于处理大量水热废水。特别要指出的是，加入Ba(OH)2或NaOH调节pH生成沉淀需要再次处理不能随意排放。中科院大连化学物理研究所徐云鹏等人（专利号：CN201210566119.6）提出一种利用水热废水作为微藻培养液，微藻循环养殖并联生物油生产的方法。启东市三江建筑机械有限公司（专利号：CN101549932A）提出了一种通过厌氧生化技术处理有机污水和废渣，再对污水与沼液进行好氧生化处理后耦合养藻炼油的生产方法。回收利用水热废水中的营养元素用于微藻培养，所得微藻生物质作为原料生产生物燃料，可达到水相废水资源化处理的目的，但废水中含有大量有毒有害化合物，会严重抑制微藻生长，使微藻产率较低，水热废水处理周期较长。中国农业大学卢海凤等人（专利号：201510266963.0）提出一种通过光合细菌和微藻联合回收废水中营养元素的设备和方法。通过先在水热废水中培养光合细菌，利用光合细菌有机负荷耐受力高、对酚类及其他含氮的多环芳烃类物质的吸收转化能力较强的特点降解部分有机污染物和营养元素，通过超滤膜分离后再继续培养微藻的方法回收废水中的营养元素，提高碳氮磷元素的去除效率。但需要指出的是使用超滤膜分离水中的光合细菌和微藻，将增加水热废水资源化处理过程的成本，对水热反应产能技术不经济。
目前，微藻被称为第三代能源物料，水热反应技术不仅可以将微藻体内的脂质转化为生物油，也可以将蛋白质、多糖等物质转化为生物油，但微藻细胞体积小，采收成本高。用离心机等传统方法采收微藻，虽然采收效率高，但其成本约占微藻商业化成本的50%以上。因此，在水热废水用于微生物养殖并联产生物油的方法中，有必要结合微藻采收系统，开发新的综合回收水热废水营养元素培养微藻生产生物燃料，微藻高效低耗采收的水热反应循环产能系统。
真菌是一种不含叶绿素，寄生或腐生异养型微生物，处理污水能力突出，大量研究表明，真菌对难降解有机物、重金属等污染物去除能力好，对有机物耐受能力高。以玫烟色棒束孢为例，其可在含5%微藻水热废水的培养液中正常生长，生物量随废水含量增加而增大；以烟曲霉为例，20%麦秆水解液对微藻生长抑制明显，但其对烟曲霉生长并无抑制作用。丝状真菌自絮凝成球易与水分离，还可协同微藻絮凝成球采收，南昌大学周文广等人（专利号：CN201110329213.5）提出的一种真菌介导的微藻采收方法，通过真菌微藻混合培养可获得的大颗粒菌藻共生体，简单过滤后就能采收。真菌微藻混合培养时，其可分泌胞外酶纤维素酶、木聚糖酶，这些酶对微藻细胞具有预处理功能，可提高微藻的生化降解性能。菌藻共生体可作为共水热反应的原料生产生物燃料。两种或两种以上生物质混合协同水热反应，生物质中的不同生化成分如蛋白质与碳水化合物间及其各自的中间产物之间可相互协同，有利于提高生物油产率与油品品质。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明的目的是提出一种生物质水热产能工艺与及装备。
本发明一种生物质水热产能工艺采用丝状真菌与微藻联合处理水热水相废水，将废水中的营养元素转化成水热碳和生物油，实现废水的处理；
所述的工艺具体包括以下步骤：
步骤1：水热水相废水稀释
将外来水热水相废水稀释0～100倍，调节pH值至5-8；外来水热水相废水的水质：COD浓度45000～125000mg/L、TN浓度5400～11000mg/L、TP浓度650～2100mg/L、NH3-N浓度1600～5500mg/L、pH为7.5～8.0，含有吲哚、吡嗪、嘧啶、醋酸、醇类、酚类及含氮有机物；
步骤2：接种真菌培养
将稀释后的外来水热水相废水全部接种丝状真菌，培养1～30天后经过滤，得到丝状真菌菌丝体和第一阶段净化水；
真菌菌丝体培养条件：初始孢子接种量为1*102～1*109，温度为25～40℃，曝空气，气速0.2～0.6 L/min；
步骤3：接种微藻培养
在第一阶段净化水中接种微藻，接种量为0.1～10g/L干重，白天通入CO2与空气的混合气体培养，连续培养7～30天后，得到藻液废水；
微藻培养条件：温度25～28℃，光照强度50～200µmol·m−2·s−1，光暗周期比为24∶0，在光照时间通入空气与CO2混合气体，其中CO2含量为体积百分比1%~4%；
步骤4：微藻采收
步骤3藻液废水调节pH至4-6，添加步骤2的真菌菌丝体，培养至微藻采收率达98%以上，经过滤分离，收获含真菌菌丝体与微藻的藻菌生物质以及第二阶段净化水；所述的藻菌生物质的含固率为质量百分比5%-30%；第二阶段净化水主要用作步骤6的稀释用水，剩余部分达标外排；
其中培养条件为：真菌菌丝体与微藻添加的质量比例为2∶1或1∶2，温度为25～40℃，曝气气速0.2～0.6 L/min，培养时间0.5～48h；
步骤5：藻菌生物质水热产能
将步骤4的藻菌生物质作为原料投加到水热反应釜中，通过水热反应，产物经分离，得到水热碳、生物油和待处理水热水相废水，反应过程产生的水热气用作微藻培养的曝气气源；待处理水热水相废水的水质：COD为20000～75000mg/L，TN浓度为1500～7500mg/L，TP浓度为150～1000mg/L，NH3-N浓度为800～5500mg/L，pH为4.9～9.5；
水热反应条件为：反应温度180～380℃，时间0.05~4h，压力1.0～25Mpa；
步骤6：净化水回用
步骤5所产生的待处理水热水相废水经第二阶段净化水稀释后，并与外来水热水相废水合并，继续重复步骤2～步骤4，循环收获其中的藻菌生物质；
步骤7：循环产能系统
将步骤6收获的藻菌生物质作为原料，进行水热反应，重复步骤5~步骤6，形成半封闭循环模式的生物质水热产能工艺。
所述的丝状真菌包括但不限于青霉菌、黑曲霉、毛霉属、里氏木霉、米根霉、白腐真菌、黄孢平革菌或双孢蘑菇。
所述的装置由外来水热水相废水进水口（1）、真菌生物反应器（2）、1号过滤器（3-1）、2号过滤器（3-2）、微藻生物反应器（4）、真菌菌丝体储料箱（5-1）、藻菌储料箱（5-2）、储液池（6）、循环水泵（7）、水热反应釜（8）、加压机（9）、储气瓶（10）、固液分离器（11）、储碳瓶（12）、离心机（13）、储油瓶（14）、冷却器（15）、水箱（16）、待处理水热水相废水进水管（17）、混合气室（18）、1号进气管（19-1）、2号进气管（19-2）、1号曝气盘（20-1）、2号曝气盘（20-2）、真菌接种入口（21）、微藻接种入口（22）、1号加药口（23-1）、2号加药口（23-2）、空压机（24）、光源（25）、反应釜进料管（26）、1号气体流量计（27-1）、2号气体流量计（27-2）、3号气体流量计（27-3）、CO2气罐（28）、1号保温层（29-1）、2号保温层（29-2）构成；
真菌生物反应器（2）的侧面自上而下分别连接有外来水热水相废水进水口（1）、真菌接种入口（21）和1号加药口（23-1）；真菌生物反应器（2）的底部分别连接有2号进气管（19-2）和待处理水热水相废水进水管（17）；2号进气管（19-2）的另一端经阀门与流量计（27-3）出气管道连接，流量计（27-3）的进气管道与带阀门的2号气体流量计（27-2）进气管道并联后，与空压机（24）出气管道相连；2号进气管（19-2）的管内气体借助曝气盘（20-1）实现对真菌生物反应器（2）的曝气；真菌生物反应器（2）的另一侧面底部出料管道经阀门与1号过滤器（3-1）进料管道相连；1号过滤器（3-1）采收的真菌菌丝体经管道进入真菌菌丝体储料箱（5-1），过滤后的第一阶段净化水经过管道进入微藻生物反应器（4）；待处理水热水相废水进水管（17）的另一端与水箱（16）出料管道连接，将待处理水热水相废水送入真菌生物反应器（2）中；
微藻生物反应器（4）的侧面设置有微藻接种入口（22）和2号加药口（23-2），另一侧面出料管道经阀门与2号过滤器（3-2）进料管道连接；真菌菌丝体储料箱（5-1）中的真菌菌丝体、1号过滤器（3-1）产生的第一阶段净化水分别通过管道进入微藻生物反应器（4）中；微藻生物反应器（4）的底部通过管道与混合气室（18）相连，来自空压机（24）的空气与来自1号气体流量计（27-1）的水热废气和CO2的混合气在混合气室（18）中混合后，再经管道进入微藻生物反应器（4），通过2号曝气盘（20-2）进行曝气；微藻生物反应器（4）为有机玻璃材质，四周及顶部能透光，接受光源（25）照射；
2号过滤器（3-2）过滤后的藻菌生物质通过出料管道经阀门进入藻菌储料箱（5-2），过滤剩余的第二阶段净化水通过出料管道和阀门分别进入储液池（6）、循环水泵（7）；进入储液池（6）的第二阶段净化水外排，进入循环水泵（7）中的第二阶段净化水在管道中与来自离心机（13）的待处理水热水相废水合并，一同进入冷却器（15）冷却后，再通过管道和阀门进入水箱（16）中；
藻菌储料箱（5-2）中的藻菌生物质通过阀门和反应釜进料管（26）进入水热反应釜（8）进行水热反应，产物经固液分离器（11）分离，得到的固相水热碳通过管道和阀门进入储碳瓶（12），液相通过管道进入离心机（13），再经分离得到的生物油进入储油瓶（14）收集，剩余的待处理水热水相废水在管道中与第二阶段净化水汇集后进入冷却器（15）；水热反应过程产生的水热气经管道和阀门进入加压机（9），加压后进入储气瓶（10）；储气瓶（10）收集的水热废气在管道中与CO2气罐（28）释放的CO2气汇集，再经管道并通过1号气体流量计（27-1）进入混合气室（18）中。
本发明的有益效果：
1、真菌和微藻分段培养模式处理水热水相废水，回收营养元素，培养并收获藻菌生物质，实现水热水相废水资源化利用，降低生物质培养成本；
2、真菌协同微藻采收，降低微藻采收的能源消耗；
3、生物质水热产能闭合系统集生物质转化、水热水相废水处理、水资源回收、微生物培养、生物质采收为一体，减少整个产能系统的成本，特别是较少了生物质培养和生物质采收的投入，为生物质精炼系统工业化应用提出了重要思路。
附图说明
图1为本发明生物质水热产能工艺示意图；
图中：1、外来水热水相废水进水口；2、真菌生物反应器；3-1、1号过滤器；3-2、2号过滤器；4、微藻生物反应器；5-1、真菌菌丝体储料箱；5-2、藻菌储料箱；6、储液池；7、循环水泵；8、水热反应釜；9、加压机；10、储气瓶；11、固液分离器；12、储碳瓶；13、离心机；14、储油瓶；15、冷却器；16、水箱；17、待处理水热水相废水进水管；18、混合气室；19-1、1号进气管；19-2、2号进气管；20-1、1号曝气盘；20-2、2号曝气盘；21、真菌接种入口；22、微藻接种入口；23-1、1号加药口；23-2、2号加药口；24、空压机；25、光源；26、反应釜进料口；27-1、1号气体流量计；27-2、2号气体流量计；和27-3、3号气体流量计；28、CO2气罐；29-1、1号保温层；29-2、2号保温层；
图2为藻菌生物质实物图；
图3为水热碳实物图；
图4为水热水相和油相混合物实物图；
图5为生物油实物图。
具体实施方式
本发明提供了一种生物质水热产能工艺及装置，涉及进行水热反应的反应釜、用于分离水相和油相的离心机、循环水泵和循环水管道、对水热反应水相进行处理的生物反应器、用于分离处理后的水热水相废水和藻菌生物质的采收过滤器。用于分离水相和油相的离心机、循环水泵和循环水管道，离心机出口与回用的净化水混合，再依次连接冷却器和水箱使水热水相废水冷却并按一定比例（0~100倍）稀释后，进入生物反应器处理。
生物反应器依次连接真菌接种入口、微藻接种入口、进气口、加药口，水热水相废水从水箱进入生物反应器后，根据水质情况，添加磷酸二氢钾、硫酸铵等药品，调节水相氮磷比，再分别按接种量投加微藻和真菌；打开光源和保温层，根据微藻培养条件，控制生物反应器内的温度和光照强度。生物反应器出口连接生物质采收过滤器，分离藻菌生物质和净化水。
生物质采收过滤器出口分别连接循环水泵和循环管道、真菌菌丝体储料箱、储液池、藻菌生物质储料箱，部分净化水通过循环水泵和循环管道连接到离心机一端，冷却水热水相废水同时稀释水相；剩余净化水排入储液池；分离后的藻菌生物质排入藻菌生物质储料箱，将含固率为质量百分比5%-30%的藻菌生物质，经水热反应釜的进料口投加到釜内，进行下一批次的水热反应，循环生产水热碳和生物油。
循环水泵和循环水管道，一端连接生物质采收过滤器出口到离心机出口管道，另一端连接生物反应器出口。藻菌生物质从储料箱，经反应釜进料口打入水热反应釜中，经过一定时间的水热反应生产生物油、水热碳、水热气、水热水相废水，反应器上部出口连接排气管道和加压机，水热气被压缩后储存在储气瓶内；反应器底部出口连接固液分离器，水热碳和反应后的液体分离，固液分离器一侧出口连接阀门和储碳瓶，在分离结束后打开阀门，把固体储存在储碳瓶；固液分离器另一侧出口连接冷却器和循环水路，冷却后进入水箱调节水热水相废水稀释比例，水箱出口连接生物反应器；水热水相废水从水箱进入生物反应器后，通过生物反应器上部连接的加药口，根据水质情况，添加磷酸二氢钾、硫酸铵等药品，调节水相氮磷比；然后先按接种量，由真菌接种入口接入活性强的真菌，接种完成后打开保温层，设置真菌的最佳培养条件，培养完成后，经生物质采收过滤器，分离出真菌菌丝体，储存在储料箱中备用；再按接种量，由微藻接种入口接入活性强的微藻，接种完成后打开光源和保温层，设置微藻的最佳培养条件，培养完成后，调节藻液pH值，并按一定比例将储料箱储存的真菌菌丝体投加到培养微藻的生物反应器，采收完成后，经生物质采收过滤器过滤分离，得到净化水和藻菌生物质，藻菌生物质进入储料箱，经反应釜的进料口，打入水热反应釜，开始下一批次的水热反应；净化水回用，用于稀释水热水相废水，并再次用于培养真菌微藻，剩余的净化水达标排放。
实施例1
藻菌生物质为原料，在220℃，2.4 MPa条件下进行水热碳化反应，反应时间为4小时，产物为水热碳、水热气、水热水相废水。水热碳的产率为27.3%，水相产量为88%，水热水相废水水质情况为：氨氮浓度840 mg/L、总氮浓度 1536 mg/L、化学需氧量浓度为26,655 mg/L、总磷 541.56 mg/L、pH值是4.99±0.26，其中含有嘧啶、吡啶、乙酸、含氮杂环化合物、甲酸等有机化合物。
水热水相废水稀释20倍后，接种真菌和微藻处理，处理结果为：总氮去除率为32.91 %，总磷去除率为95.30%，COD去除率为64.38%，氨氮去除率为26.97%。通过三维荧光检测，处理后有机化合物浓度显著下降；在真菌协同微藻处理过程中，微藻在水相废水中的生长情况优于微藻在BG-11培养基中的生长情况，水相废水中真菌和微藻的产量为 0.63g/L，远大于微藻单独培养的产量为0.23 g/L。水热水相废水处理结束后，通过真菌菌丝球辅助微藻从水相废水中采收，采收效果较好。
实施例2
以小球藻粉为原料，在300℃，7.5-8 MPa条件下进行水热碳化反应，反应时间为30分钟，产物为生物油、水热碳、水热气、水热水相废水。生物油的产率为35.5%，水相产量为97.4%，水热碳的产率为2.4%，水热气忽略不计。水热水相废水水质情况为：氨氮浓度5710mg/L、总氮浓度 7826 mg/L、化学需氧量浓度为75000 mg/L、总磷 684 mg/L、pH值是8.75±0.25。
水热水相废水稀释10倍，先接种真菌培养，培养8天后，接种微藻处理，处理结果为：总氮去除率为52.85 %，总磷去除率为98.53%，COD去除率为58.62%，氨氮去除率为45.21%。真菌菌丝体协同微藻采收率达90%以上，水热水相废水藻菌生物质产率约为0.80g/L。
实施例3
生物质水热产能装置由外来水热水相废水进水口（1）、真菌生物反应器（2）、1号过滤器（3-1）、2号过滤器（3-2）、微藻生物反应器（4）、真菌菌丝体储料箱（5-1）、藻菌储料箱（5-2）、储液池（6）、循环水泵（7）、水热反应釜（8）、加压机（9）、储气瓶（10）、固液分离器（11）、储碳瓶（12）、离心机（13）、储油瓶（14）、冷却器（15）、水箱（16）、待处理水热水相废水进水管（17）、混合气室（18）、1号进气管（19-1）、2号进气管（19-2）、1号曝气盘（20-1）、2号曝气盘（20-2）、真菌接种入口（21）、微藻接种入口（22）、1号加药口（23-1）、2号加药口（23-2）、空压机（24）、光源（25）、反应釜进料管（26）、1号气体流量计（27-1）、2号气体流量计（27-2）、3号气体流量计（27-3）、CO2气罐（28）、1号保温层（29-1）、2号保温层（29-2）构成。
真菌生物反应器（2）的侧面自上而下分别连接有外来水热水相废水进水口（1）、真菌接种入口（21）和1号加药口（23-1）；真菌生物反应器（2）的底部分别连接有2号进气管（19-2）和待处理水热水相废水进水管（17）；2号进气管（19-2）的另一端通过管道和流量计（27-3）与空压机（24）相连，管内气体借助曝气盘（20-1）实现对真菌生物反应器（2）的曝气；真菌生物反应器（2）的另一侧面底部通过管道与1号过滤器（3-1）相连；1号过滤器（3-1）采收的真菌菌丝体经管道进入真菌菌丝体储料箱（5-1），过滤后的第一阶段净化水经过管道进入微藻生物反应器（4）；待处理水热水相废水进水管（17）的另一端与水箱（16）连接，将待处理水热水相废水送入真菌生物反应器（2）中。
微藻生物反应器（4）的侧面设置有微藻接种入口（22）和2号加药口（23-2），另一侧面通过管道与2号过滤器（3-2）连接；真菌菌丝体储料箱（5-1）中的真菌菌丝体、1号过滤器（3-1）产生的第一阶段净化水分别通过管道进入微藻生物反应器（4）中；微藻生物反应器（4）的底部通过管道与混合气室（18）相连，来自空压机（24）的空气与来自1号气体流量计（27-1）的水热废气和CO2的混合气在混合气室（18）中混合后，再经管道进入微藻生物反应器（4），通过2号曝气盘（20-2）进行曝气；微藻生物反应器（4）为有机玻璃材质，顶部及四周能透光，接受光源（25）照射。
2号过滤器（3-2）过滤后的藻菌生物质通过管道进入藻菌储料箱（5-2），过滤剩余的第二阶段净化水通过管道分别进入储液池（6）、循环水泵（7）；进入储液池（6）的第二阶段净化水外排，进入循环水泵（7）中的第二阶段净化水在管道中与来自离心机（13）的待处理水热水相废水合并，一同进入冷却器（15）冷却后，再通过管道进入水箱（16）中。
藻菌储料箱（5-2）中的藻菌生物质通过反应釜进料管（26）进入水热反应釜（8）进行水热反应，产物经固液分离器（11）分离，得到的固相水热碳通过管道进入储碳瓶（12），液相通过管道进入离心机（13），再经分离得到的生物油进入储油瓶（14）收集，剩余的待处理水热水相废水在管道中与第二阶段净化水汇集后进入冷却器（15）；水热反应过程产生的水热废气经管道进入加压机（9），加压后进入储气瓶（10）；储气瓶（10）收集的水热废气在管道中与CO2气罐（28）释放的CO2气汇集，再经管道并通过1号气体流量计（27-1）进入混合气室（18）中。

Claims (3)

1.一种生物质水热产能工艺，其特征在于：所述的工艺采用丝状真菌与微藻联合处理水热水相废水，将废水中的营养元素转化成水热碳和生物油，实现废水的处理；
所述的工艺具体包括以下步骤：
步骤1：水热水相废水稀释
将外来水热水相废水稀释0～100倍，调节pH值至5-8；外来水热水相废水的水质：COD浓度45000～125000mg/L、TN浓度5400～11000mg/L、TP浓度650～2100mg/L、NH3-N浓度1600～5500mg/L、pH为7.5～8.0，含有吲哚、吡嗪、嘧啶、醋酸、醇类、酚类及含氮有机物；
步骤2：接种真菌培养
将稀释后的外来水热水相废水全部接种丝状真菌，培养1～30天后经过滤，得到丝状真菌菌丝体和第一阶段净化水；
真菌菌丝体培养条件：初始孢子接种量为1*102～1*109，温度为25～40℃，曝空气，气速0.2～0.6 L/min；
步骤3：接种微藻培养
在第一阶段净化水中接种微藻，接种量为0.1～10g/L干重，白天通入CO2与空气的混合气体培养，连续培养7～30天后，得到藻液废水；
微藻培养条件：温度25～28℃，光照强度50～200µmol·m−2·s−1，光暗周期比为24∶0，在光照时间通入空气与CO2混合气体，其中CO2含量为体积百分比1%~4%；
步骤4：微藻采收
步骤3藻液废水调节pH至4-6，添加步骤2的真菌菌丝体，培养至微藻采收率达98%以上，经过滤分离，收获含真菌菌丝体与微藻的藻菌生物质以及第二阶段净化水；所述的藻菌生物质的含固率为质量百分比5%-30%；第二阶段净化水主要用作步骤6的稀释用水，剩余部分达标外排；
其中培养条件为：真菌菌丝体与微藻添加的质量比例为2∶1或1∶2，温度为25～40℃，曝气气速0.2～0.6 L/min，培养时间0.5～48h；
步骤5：藻菌生物质水热产能
将步骤4的藻菌生物质作为原料投加到水热反应釜中，通过水热反应，产物经分离，得到水热碳、生物油和待处理水热水相废水，反应过程产生的水热气用作微藻培养的曝气气源；待处理水热水相废水的水质：COD为20000～75000mg/L，TN浓度为1500～7500mg/L，TP浓度为150～1000mg/L，NH3-N浓度为800～5500mg/L，pH为4.9～9.5；
水热反应条件为：反应温度180～380℃，时间0.05~4h，压力1.0～25Mpa；
步骤6：净化水回用
步骤5所产生的待处理水热水相废水经第二阶段净化水稀释后，并与外来水热水相废水合并，继续重复步骤2～步骤4，循环收获其中的藻菌生物质；
步骤7：循环产能系统
将步骤6收获的藻菌生物质作为原料，进行水热反应，重复步骤5~步骤6，形成半封闭循环模式的生物质水热产能工艺。
2.根据权利要求1所述的一种生物质水热产能工艺，其特征在于：所述的丝状真菌包括但不限于青霉菌、黑曲霉、毛霉属、里氏木霉、米根霉、白腐真菌、黄孢平革菌或双孢蘑菇。
3.一种生物质水热产能装置，其特征在于：所述的装置由外来水热水相废水进水口（1）、真菌生物反应器（2）、1号过滤器（3-1）、2号过滤器（3-2）、微藻生物反应器（4）、真菌菌丝体储料箱（5-1）、藻菌储料箱（5-2）、储液池（6）、循环水泵（7）、水热反应釜（8）、加压机（9）、储气瓶（10）、固液分离器（11）、储碳瓶（12）、离心机（13）、储油瓶（14）、冷却器（15）、水箱（16）、待处理水热水相废水进水管（17）、混合气室（18）、1号进气管（19-1）、2号进气管（19-2）、1号曝气盘（20-1）、2号曝气盘（20-2）、真菌接种入口（21）、微藻接种入口（22）、1号加药口（23-1）、2号加药口（23-2）、空压机（24）、光源（25）、反应釜进料管（26）、1号气体流量计（27-1）、2号气体流量计（27-2）、3号气体流量计（27-3）、CO2气罐（28）、1号保温层（29-1）、2号保温层（29-2）构成；
真菌生物反应器（2）的侧面自上而下分别连接有外来水热水相废水进水口（1）、真菌接种入口（21）和1号加药口（23-1）；真菌生物反应器（2）的底部分别连接有2号进气管（19-2）和待处理水热水相废水进水管（17）；2号进气管（19-2）的另一端经阀门与流量计（27-3）出气管道连接，流量计（27-3）的进气管道与带阀门的2号气体流量计（27-2）进气管道并联后，与空压机（24）出气管道相连；2号进气管（19-2）的管内气体借助曝气盘（20-1）实现对真菌生物反应器（2）的曝气；真菌生物反应器（2）的另一侧面底部出料管道经阀门与1号过滤器（3-1）进料管道相连；1号过滤器（3-1）采收的真菌菌丝体经管道进入真菌菌丝体储料箱（5-1），过滤后的第一阶段净化水经过管道进入微藻生物反应器（4）；待处理水热水相废水进水管（17）的另一端与水箱（16）出料管道连接，将待处理水热水相废水送入真菌生物反应器（2）中；
微藻生物反应器（4）的侧面设置有微藻接种入口（22）和2号加药口（23-2），另一侧面出料管道经阀门与2号过滤器（3-2）进料管道连接；真菌菌丝体储料箱（5-1）中的真菌菌丝体、1号过滤器（3-1）产生的第一阶段净化水分别通过管道进入微藻生物反应器（4）中；微藻生物反应器（4）的底部通过管道与混合气室（18）相连，来自空压机（24）的空气与来自1号气体流量计（27-1）的水热废气和CO2的混合气在混合气室（18）中混合后，再经管道进入微藻生物反应器（4），通过2号曝气盘（20-2）进行曝气；微藻生物反应器（4）为有机玻璃材质，四周及顶部能透光，接受光源（25）照射；
2号过滤器（3-2）过滤后的藻菌生物质通过出料管道经阀门进入藻菌储料箱（5-2），过滤剩余的第二阶段净化水通过出料管道和阀门分别进入储液池（6）、循环水泵（7）；进入储液池（6）的第二阶段净化水外排，进入循环水泵（7）中的第二阶段净化水在管道中与来自离心机（13）的待处理水热水相废水合并，一同进入冷却器（15）冷却后，再通过管道和阀门进入水箱（16）中；
藻菌储料箱（5-2）中的藻菌生物质通过阀门和反应釜进料管（26）进入水热反应釜（8）进行水热反应，产物经固液分离器（11）分离，得到的固相水热碳通过管道和阀门进入储碳瓶（12），液相通过管道进入离心机（13），再经分离得到的生物油进入储油瓶（14）收集，剩余的待处理水热水相废水在管道中与第二阶段净化水汇集后进入冷却器（15）；水热反应过程产生的水热气经管道和阀门进入加压机（9），加压后进入储气瓶（10）；储气瓶（10）收集的水热废气在管道中与CO2气罐（28）释放的CO2气汇集，再经管道并通过1号气体流量计（27-1）进入混合气室（18）中。
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