[发明专利]一种氢烷发酵耦合微藻养殖处理有机废弃物的方法

权利要求书

1.一种氢烷发酵耦合微藻养殖处理有机废弃物的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)氢气发酵：将原料去除机械杂质、沉沙处理后进入调节池，调节初始pH和含水量后进入氢气发酵反应器，经过发酵水解酸化为小分子有机物，发酵气体产物主要为氢气与二氧化碳；

(2)残余物甲烷发酵：将氢气发酵后排出的发酵液调节pH值后进入产甲烷发酵反应器，通过产甲烷微生物将小分子有机物转化为甲烷和二氧化碳；

(3)产甲烷发酵液预处理：将上述发酵后的发酵液经过沉淀后残渣做为肥料，液体部分通过好氧处理、物理吸附或电化学进行预处理，从而降低发酵液中的COD，同时将发酵液中的氨氮转化为易被微藻生长所吸收的铵盐、硝酸盐和亚硝酸盐；

(4)产生的氢烷用于供热产电或提纯后用于车载燃料出售；其中供热产电装置燃烧氢烷所产生的二氧化碳进入微藻培养装置以提供碳源；或通过微藻培养装置除去氢烷中所含的二氧化碳进行初步提纯，然后进一步提纯后用于车载燃料出售；

(5)微藻养殖：将预处理后的发酵液经过调节pH，并添加必须的微量元素后在发酵液中接种微藻进入微藻培养装置，利用发酵液中的氮磷生产微藻同时起到净化水质的作用；

(6)微藻收集后与混合重新进入发酵步骤：藻液进入絮凝沉淀池，絮凝沉淀后上清液收集到水池中，部分达标排放，部分用于系统循环用水；絮凝后的藻液一步浓缩，浓缩后的藻液与有机废弃物进入氢气发酵反应器进行联合发酵。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述有机废弃物为工农业有机废弃物、城市生活垃圾或湖泊水华。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中的氢气反应器接种的污泥为活性污泥或消化污泥，接种污泥需进行热预处理、酸处理、碱处理或超声处理；热预处理的处理条件为90-100℃，处理0.5-2h；所述酸处理的处理条件为调节pH至2-4，处理24h后回调至5-7；所述碱处理的处理条件为调节pH至9-10，处理24h后回调至5-7；所述超声处理的条件为100KHz，10-30min。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述氢气发酵反应器为中温或高温发酵，反应过程pH应控制在5-7内，含水量为80-98％；所述中温发酵的温度为30-37℃，所述高温发酵的温度为50-55℃；所述甲烷发酵反应器为中温或高温发酵，pH应控制在6-8之间；所述中温发酵的温度为30-37℃；所述高温发酵的温度为50-55℃。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述氢气发酵反应器或甲烷发酵反应器为全混式反应器、上流式污泥反应床、填充床反应器、膨胀颗粒污泥床反应器、厌氧复合床反应器、内循环厌氧反应器、外循环厌氧反应器、升流式厌氧固体反应器、厌氧折流板反应器、升流式厌氧污泥床-滤层反应器、厌氧生物滤池、厌氧复合床反应器、厌氧序批式反应器、厌氧膨胀床反应器、厌氧流化床反应器或厌氧生物装盘。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(3)中所述的好氧处理所用的反应器为好氧生物滤池、活性污泥曝气池、生物接触氧化池、氧化沟、氧化塘、周期循环活性污泥法好氧生化池、序批式活性污泥法、好养生物流化床或滴滤床或好氧生物转盘。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述微藻培养装置为开放塘、平板光生物反应器、管式光生物反应器或柱状气升式反应器。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述微藻为淡水微藻，并应结合当地的自然条件筛选出生长速度快抗逆性强的微藻种类。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，微藻养殖过程中使用生产的氢烷中二氧化碳作为碳源，碳源不足部分以大气中二氧化碳补充。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，微藻收集过程中絮凝剂使用微生物絮凝剂或天然高分子絮凝剂避免对发酵微生物的影响。