CN116715362A - 一种食品加工过程高cod污水的资源化方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种食品加工过程高COD污水的资源化方法，其特征在于将高COD污水送入密闭藻类生长容器，同时将富二氧化碳通过气泡分布器送入藻类生产容器，藻类生产过程产生的氧气与生长容器空间中未消化二氧化碳混合输出，变压吸附分离提纯二氧化碳进行循环使用，贫二氧化碳的富氧空气用于化工原料或其他用途；藻类成熟后送藻类密闭厌氧发酵容器，发酵产生发酵气，藻渣干化后用做燃料，发酵气脱除硫化氢，再变压吸附富集甲烷与提纯二氧化碳，提纯的二氧化碳用于藻类生长，富甲烷用作燃气，由此实现食品加工过程高COD污水的资源化。该方法对各阶段产物进行多方面循环利用，生产过程所需要投入资源更少，生产效率相较于传统方式更高，有利于高COD污水再利用方法的推动于发展。
Description
技术领域
本发明涉及污水处理领域，具体而言，涉及一种食品加工过程高COD污水的资源化方法。
背景技术
污水处理是工业生产过程中的重要环节之一。相较于传统污水处理工艺，利用微藻的强大吸附力与降解作用处理污水是一种更加经济可行的资源化方案，其处理过程简单，净化效率高，能对工业、农业与市政污水进行高效处理已达到环保排放标准。
CN115259381A公开了高原硅藻在污水处理中的应用，所述高原硅藻为小环藻；所述处理过程中的温度为20～25℃，光照强度为3000～5000Lx，pH为7.0～7.5；该发明首次将高原硅藻(青藏高原地区湖泊中的硅藻，为小环藻Cyclotella)用于污水处理中，可有效去除污水中的氨氮、总氮、总磷、COD以及Co、Mn、Hg等重金属，有效解决了现有传统污水处理技术中存在的污水处理效率低、成本高、能耗高和易造成二次污染等问题。该发明仅提及净化效率与净化结果，对净化产物的处理方法处于未知状态，实际生产过程中的应用效果未知。
CN114620904A涉及一种螺旋型噬菌藻床污水深度净化装置，包括底座，所述底座的端面上固定设置支撑套筒，所述支撑套筒内部设置人造太阳灯，其端面的中心处固定设置有藻水分离器，套筒外侧设置螺旋型流动管，噬菌藻在流动管内和污水进行接触和净化分离；分理出的净化污水达标后直排或资源化利用。该发明通过设计螺旋型噬菌藻床污水深度净化装置,在藻床流动管加入培养的噬菌藻，底部通入二沉池的出水。白天如太阳光照较强，则无需打开人造太阳灯，晚上打开人造太阳灯提供光和热能，降低出水COD、氮、磷浓度，减少污泥量，降低处理成本，排出死亡和回用的噬菌藻，用来制作生物柴油等措施，达到废物综合利用的效果。该发明没有提及对藻类净化污水所产生的甲烷、氧气等副产物的收集处理，资源化利用效率不足。
CN113023897A用于农村污水处理的光反应塘及污水处理方法，涉及农村污水处理的装置及方法，它是要解决现有的农村污水处理的方法处理的占地面积大、效果差的技术问题。该发明用于农村污水处理的光反应塘，包括池体、隔水墙、曝气管、曝气泵和太阳能电池；在池体内平行设置隔水墙，形成推流式流水廊道；曝气管与曝气泵连接；太阳能电池与曝气泵连接为曝气泵提供电能；太阳能电池架设在隔水墙上；在池体内种植蛋白核小球藻。处理方法：农村污水进入池体中，沿推流式廊道流动，水力停留8～10天后流出，完成农村污水处理。处理农村生活污水中的悬浮物、COD、NH4+-N、TN等污染物的去除效果达到农村污水排放标准，可用于农村污水处理领域。该发明处理所需时间较长，没有涉及藻类净化副产物气体的排放处理，不完全符合环保排放的标准。
根据现有技术文件，微藻处理高COD污水技术常设置为20℃~25℃的常温环境，通过光合作用和热能促进藻类进行光合作用，吸附并净化污水中的COD成分，实现污水循环与资源化利用。但该类方法仅聚焦于对污水的净化，缺乏对藻类光合作用以及后续发酵干燥过程中产生的氧气与发酵气的资源化利用，且未在给定环境中为光合作用提供二氧化碳以增加光合作用反应效率。
发明内容
一种食品加工过程高COD污水的资源化方法，其特征在于将高COD污水送入40~50℃密闭藻类生长容器，同时将富二氧化碳气通过设定气泡直径1~10000nm的分布器送入藻类生产容器，藻类生产过程产生的氧气与生长容器空间中未消化二氧化碳混合输出送PSA-1分离水蒸气与氧气，提纯二氧化碳，二氧化碳气体中氧气含量0.01~0.2%，进行循环使用，称为循环气，贫二氧化碳的富氧空气可以用于化工原料或其他用途，少量水蒸气进行进一步净化处理；藻类成熟后送藻类密闭厌氧发酵容器，藻类发酵过程产生硫化氢、二氧化碳、甲烷称为发酵气，剩余产物分离富营养水与藻渣，藻渣干化做燃料，富营养水送作进一步净化处理；发酵气脱除硫化氢，再送PSA-2富集甲烷与提纯二氧化碳，提纯的二氧化碳中甲烷含量0.1~2%，重新送入藻类生产容器用于藻类生长，富甲烷用作燃气，由此实现食品加工过程高COD污水的资源化。
在一种可能的实施方法中，密闭藻类生长容器采用光导照明的方法，通过导光板汇聚并收集自然光线与人造光线，并导入容器两侧的传光区，由经过反光处理的导光管进行集中，传输至容器中光照区的漫射器，由漫射器将光线均匀散布至容器内部。光线分布厚度为20厘米以内。
与现有技术相比，本发明所提供的一种食品加工过程高COD污水的资源化方法具有以下优点：
（1）COD与二氧化碳作为藻类生产原料，二氧化碳通过气泡发生器送入藻类生产容器，均匀分布于水面下，为藻类光合作用提供充分养料，加快COD分解速率；
（2）藻类生产副产氧气收集提纯，发酵生产甲烷副产的二氧化碳收集提纯后送入生产容器用于藻类再生长，实现副产物资源化；
（3）藻类照射光采用外引板，利用光导照明技术结合自然光与人造光对光线进行汇聚，将其控制在固定区域与固定厚度对藻类进行生长照射，为光合作用提供温度与光照；
（4）发酵与水蒸发同时进行，减少工艺步骤，节约所需时间与成本。
附图说明
图1为一种食品加工过程高COD污水的资源化方法的工艺流程图。
具体实施方式
实施例1：将高COD污水送入40℃密闭藻类生长容器，同时将富二氧化碳通过设定气泡直径10nm的分布器送入藻类生产容器，藻类生产过程产生的氧气与生长容器空间中未消化二氧化碳混合输出送PSA-1分离水蒸气与氧气，提纯二氧化碳，二氧化碳气体中氧气含量0.05%，进行循环使用，称为循环气，贫二氧化碳的富氧空气可以用于化工原料或其他用途，少量水蒸气进行进一步净化处理；藻类成熟后送藻类密闭厌氧发酵容器，藻类发酵过程产生硫化氢、二氧化碳、甲烷称为发酵气，剩余产物分离富营养水与藻渣，藻渣干化做燃料，富营养水送作进一步净化处理；发酵气脱除硫化氢，再送PSA-2富集甲烷与提纯二氧化碳，提纯的二氧化碳中甲烷含量0.2%，重新送入藻类生产容器用于藻类生长，富甲烷用作燃气，由此实现食品加工过程高COD污水的资源化。
实施例2：将高COD污水送入42℃密闭藻类生长容器，同时将富二氧化碳通过设定气泡直径100nm的分布器送入藻类生产容器，藻类生产过程产生的氧气与生长容器空间中未消化二氧化碳混合输出送PSA-1分离水蒸气与氧气，提纯二氧化碳，二氧化碳气体中氧气含量0.08%，进行循环使用，称为循环气，贫二氧化碳的富氧空气可以用于化工原料或其他用途，少量水蒸气进行进一步净化处理；藻类成熟后送藻类密闭厌氧发酵容器，藻类发酵过程产生硫化氢、二氧化碳、甲烷称为发酵气，剩余产物分离富营养水与藻渣，藻渣干化做燃料，富营养水送作进一步净化处理；发酵气脱除硫化氢，再送PSA-2富集甲烷与提纯二氧化碳，提纯的二氧化碳中甲烷含量0.5%，重新送入藻类生产容器用于藻类生长，富甲烷用作燃气，由此实现食品加工过程高COD污水的资源化。
实施例3：将高COD污水送入45℃密闭藻类生长容器，同时将富二氧化碳通过设定气泡直径1000nm的分布器送入藻类生产容器，藻类生产过程产生的氧气与生长容器空间中未消化二氧化碳混合输出送PSA-1分离水蒸气与氧气，提纯二氧化碳，二氧化碳气体中氧气含量0.1%，进行循环使用，称为循环气，贫二氧化碳的富氧空气可以用于化工原料或其他用途，少量水蒸气进行进一步净化处理；藻类成熟后送藻类密闭厌氧发酵容器，藻类发酵过程产生硫化氢、二氧化碳、甲烷称为发酵气，剩余产物分离富营养水与藻渣，藻渣干化做燃料，富营养水送作进一步净化处理；发酵气脱除硫化氢，再送PSA-2富集甲烷与提纯二氧化碳，提纯的二氧化碳中甲烷含量1%，重新送入藻类生产容器用于藻类生长，富甲烷用作燃气，由此实现食品加工过程高COD污水的资源化。
Claims (2)
1.一种食品加工过程高COD污水的资源化方法，其特征在于将高COD污水送入40~50℃密闭藻类生长容器，同时将富二氧化碳通过设定气泡直径1~10000nm的分布器送入藻类生产容器，藻类生产过程产生的氧气与生长容器空间中未消化二氧化碳混合输出送PSA-1分离水蒸气与氧气，提纯二氧化碳，二氧化碳气体中氧气含量0.01~0.2%，进行循环使用，称为循环气，贫二氧化碳的富氧空气可以用于化工原料或其他用途，少量水蒸气进行进一步净化处理；藻类成熟后送藻类密闭厌氧发酵容器，藻类发酵过程产生硫化氢、二氧化碳、甲烷称为发酵气，剩余产物分离富营养水与藻渣，藻渣干化做燃料，富营养水作进一步净化处理；发酵气脱除硫化氢，再送PSA-2富集甲烷与提纯二氧化碳，提纯的二氧化碳中甲烷含量0.1~2%，重新送入藻类生产容器用于藻类生长，富甲烷用作燃气，由此实现食品加工过程高COD污水的资源化。
2.权利要求1 所述的密闭藻类生长容器采用光导照明的方法，通过导光板汇聚并收集自然光线与人造光线，并导入容器两侧的传光区，由经过反光处理的导光管进行集中，传输至容器中光照区的漫射器，由漫射器将光线均匀散布至容器内部。光线分布厚度为20厘米以内。
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