1.一種利用菌藻提高低COD廢水熱值的超臨界系統(tǒng),其特征在于:它包括預(yù)處理池、光生物反應(yīng)器、超臨界水氧化系統(tǒng)、二氧化碳回用系統(tǒng)和環(huán)境溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng),其中所述預(yù)處理池、光生物反應(yīng)器和超臨界水氧化系統(tǒng)依次連接;
所述預(yù)處理池用于去除對系統(tǒng)有害的物質(zhì)、調(diào)節(jié)廢水的進水量、氮磷比、pH值;
所述光生物反應(yīng)器為相互連通的兩級或兩級以上的培養(yǎng)單元串聯(lián)組合,所述二氧化碳回用系統(tǒng)為每個所述培養(yǎng)單元提供二氧化碳,所述環(huán)境溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)將所述培養(yǎng)單元的溫度控制在適宜菌藻共生系統(tǒng)的溫度范圍之內(nèi);第一級培養(yǎng)單元中設(shè)置菌藻添加裝置,用于形成菌藻和廢水的混合液,所述混合液在各培養(yǎng)單元之間具備一定流動性;
所述超臨界水氧化系統(tǒng)包括氧化劑供應(yīng)系統(tǒng)、物料輸入系統(tǒng)、超臨界水氧化反應(yīng)器、壓力能回收系統(tǒng)和氣液分離系統(tǒng),其中氧化劑供應(yīng)系統(tǒng)連接所述超臨界反應(yīng)器的氧化劑入口,最后一級培養(yǎng)單元的輸出端通過物料輸入系統(tǒng)連接所述超臨界反應(yīng)器的物料入口;所述物料輸入系統(tǒng)中包括濃縮設(shè)備和研磨設(shè)備;所述超臨界反應(yīng)器的超臨界蒸汽出口分別連接氧化劑供應(yīng)系統(tǒng)、物料輸入系統(tǒng)和環(huán)境溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的熱交換器的外管入口,熱交換器的外管出口依次連接壓力能回收系統(tǒng)和氣液分離系統(tǒng);
所述壓力能回收系統(tǒng)連接發(fā)電裝置,所述發(fā)電裝置為所述環(huán)境溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)供電;所述氣液分離系統(tǒng)的氣體出口連接所述二氧化碳回用系統(tǒng)。
2.如權(quán)利要求1所述的利用菌藻提高低COD廢水熱值的超臨界系統(tǒng),其特征在于:所述光生物反應(yīng)器為密閉式光生物反應(yīng)器,所述發(fā)電裝置為光所述生物反應(yīng)器提供光源。
3.如權(quán)利要求1所述的利用菌藻提高低COD廢水熱值的超臨界系統(tǒng),其特征在于:最后一級培養(yǎng)單元與物料輸入系統(tǒng)之間設(shè)置膜濃縮池,所述膜濃縮池的濃水出口連接所述物料輸入系統(tǒng),所述氣液分離系統(tǒng)的液體出口和所述膜濃縮池的產(chǎn)水出口連接儲水池的入水口。
4.如權(quán)利要求3所述的利用菌藻提高低COD廢水熱值的超臨界系統(tǒng),其特征在于:所述膜濃縮池中設(shè)置多個介電電泳膜元件,所述介電電泳膜元件包括兩片膜構(gòu)成的封閉的產(chǎn)水腔,以及所述產(chǎn)水腔中設(shè)置的介電電泳電極組;介電電泳電極組包括一列或一列以上的叉指電極。
5.如權(quán)利要求3或4所述的利用菌藻提高低COD廢水熱值的超臨界系統(tǒng),其特 征在于:當(dāng)所述超臨界反應(yīng)器為蒸發(fā)壁式反應(yīng)器時,其包括在筒體內(nèi)部同心設(shè)置的蒸發(fā)壁,所述蒸發(fā)壁與筒體之間有環(huán)狀封閉的狹隙;所述儲水池的出水口通過換熱器連接所述狹隙的入水口,所述換熱器的外管入口連接所述超臨界蒸汽出口,外管出口連接所述壓力能回收系統(tǒng)。
6.如權(quán)利要求1或2或3或4所述的利用菌藻提高低COD廢水熱值的超臨界系統(tǒng),其特征在于:所述超臨界反應(yīng)器的筒體底部設(shè)置放凈口,所述放凈口旁邊連接一個或一個以上的液相出口;所述液相出口為一伸入筒體內(nèi)部的豎管,在筒體內(nèi)部液相出口的端口高于放凈口的端口。
7.如權(quán)利要求6所述的利用菌藻提高低COD廢水熱值的超臨界系統(tǒng),其特征在于:液相出口的端口與放凈口的端口高度差為30mm-150mm。
8.一種實現(xiàn)如權(quán)利要求1-7所述的利用菌藻提高低COD廢水熱值的超臨界系統(tǒng)的方法,其步驟包括:
1)廢水預(yù)處理:廢水通入預(yù)處理池,去除廢水中對系統(tǒng)有害的物質(zhì)、調(diào)節(jié)進水量、廢水中的氮磷比例、pH值;
2)廢水中培養(yǎng)微藻:設(shè)置由多級相互連通的培養(yǎng)單元串聯(lián)構(gòu)成的光生物反應(yīng)器,并在其中建立菌藻共生系統(tǒng),在第一級培養(yǎng)單元中將菌藻與廢水混合形成混合液,混合液在各級培養(yǎng)單元之間保持一定的流動性;
3)對最后一級培養(yǎng)單元輸出的含大量微藻的高熱值混合液進行膜濃縮,濃縮后的產(chǎn)水進入儲水池,濃水進行研磨形成漿化物料;
4)進行超臨界水氧化反應(yīng):在超臨界反應(yīng)器啟動之初,對氧化劑增壓、預(yù)熱,向超臨界反應(yīng)器提供高溫高壓的氧化劑;對漿化物料增壓、預(yù)熱,向超臨界反應(yīng)器提供高溫高壓的漿化物料;
5)產(chǎn)物回用:
i)熱能回用:超臨界反應(yīng)器穩(wěn)定工作后,自超臨界反應(yīng)器輸出超臨界蒸汽,直接利用超臨界蒸汽與氧化劑和漿化物料進行換熱;并利用超臨界蒸汽提高培養(yǎng)單元中的環(huán)境溫度;
ii)壓力能回用:經(jīng)過多路換熱后的低溫高壓蒸汽匯入壓力能回收系統(tǒng)回收壓力能;將壓力能轉(zhuǎn)化為電能,驅(qū)動調(diào)溫裝置將培養(yǎng)單元的環(huán)境溫度控制在適宜菌藻增殖的溫度范圍內(nèi);
iii)CO2回用:對回收壓力能后的低溫低壓蒸汽進行氣液分離,將分離出的含CO2的氣體提供給光生物反應(yīng)器;
iv)水回用:氣液分離出的水進入儲水池中,作為蒸發(fā)壁水回用。
9.如權(quán)利要求8所述的利用菌藻提高低COD廢水熱值的超臨界方法,其特征在于:所述藻種為小球藻、柵藻、螺旋藻中的一種或一種以上的混合物。
10.如權(quán)利要求8或9所述的利用菌藻提高低COD廢水熱值的超臨界方法,其特征在于:所述步驟5)中還包括無機鹽回用:對超臨界反應(yīng)器產(chǎn)出的無機鹽進行分離,將菌藻共生系統(tǒng)能夠利用的無機鹽回用到所述步驟1)中。