罐式光生物反应器的藻菌共生体同步净化沼气沼液方法技术

本发明专利技术提供了罐式光生物反应器及其藻菌共生体同步净化沼气沼液方法。发明专利技术包括第一透明罐和第二透明罐，第一透明罐内放置气体分布器，第一透明罐外周安装若干LED灯；由外界向第一透明罐的上部内腔伸入藻菌接种管，由外界向第一透明罐中的气体分布器伸入除菌原沼进气管，由第一透明罐的内腔向第二透明罐的内腔伸入沼气供气管，由第二透明罐的内腔向第一透明罐的内腔伸入沼气回流管，沼气回流管上串接回流气泵，由第二透明罐的上部内腔向外界伸出沼气出气管；由外界向第二透明罐的上部内腔伸入沼液进液管，由第二透明罐的内腔向第一透明罐的内腔伸入沼液供液管，沼液供液管连通第一透明罐与第二透明罐底部，沼液供液管上分支出沼液出液管。

Tank type photo biological reactor and method for synchronously purifying marsh gas and biogas slurry by algae bacteria symbiont

The invention provides a tank type light biological reactor and a method for synchronously purifying marsh gas and biogas slurry by a algae bacteria symbiont. The invention comprises a first transparent transparent tank and second tank gas distributor, placed the first transparent tank, a first transparent tank peripheral to install several LED lamps; from the outside to the upper cavity first transparent tank into the inoculation of algae and bacteria from the outside to the gas pipe, a first transparent tank in removing bacteria into the original distributor biogas inlet pipe, an inner cavity of the first transparent tank to the second tank chamber into the transparent marsh gas supply pipe, an inner cavity of the second transparent tank to tank into the first cavity transparent methane backflow pipe, methane backflow pipe connected by the reflux pump, the upper cavity second transparent tank outside out methane outlet pipe; from the outside to the second transparent tank into the upper cavity slurry liquid inlet pipe, an inner cavity of the tank to the first cavity second transparent transparent pot into slurry liquid supply pipe, slurry liquid supply pipe is communicated with the first and the second transparent transparent tank at the bottom of the tank, biogas A liquid slurry outlet pipe is branched out from the liquid supply pipe.

【技术实现步骤摘要】
罐式光生物反应器及其藻菌共生体同步净化沼气沼液方法
本专利技术属于废弃物净化
，涉及一种藻菌共生体培养以及沼气沼液同步处理技术，特别是一种罐式光生物反应器及其藻菌共生体同步净化沼气沼液方法。
技术介绍
20世纪70年代以来，我国大力发展沼气事业。而厌氧发酵产生的沼气中可作为燃料的甲烷气体仅占30％～40％，另外是占60％以上的二氧化碳，以及少量的其它气体。沼气中可燃气体组分含量较低，导致了现阶段沼气的可利用性较差，无法实现绿色沼气生物质能的发展；另外发酵产沼气过程中产生的副产物沼液是一种高污染物负荷的污水，若直接排放则极易造成水华等严重的环境污染问题。所以虽有重大突破，但由于沼气含CO2较多导致沼气品质低，以及沼液的难以处理致使沼气事业的发展达到瓶颈。藻类具有生长速度快、可吸收环境中的氮、磷化为己用且不需任何化学元素等优势，近年来多被用于污水的脱氮除磷以及空气的净化，因此也开始有人将其应用于沼气品质的提升、沼液的净化。但前期研究表明藻类对沼气的品质虽有明显的提升但对沼液的净化不够。若单就沼液而言，沼液处理传统方法主要表现为集中处理、原位处理和植物处理三种。集中处理是将沼液稀释后纳管排污，由污水处理厂加以处置，其缺点是提高了污水处理厂的运行负荷、投资成本较高，沼液中的微生物会对处理系统内的微生物菌群有不利影响；原位处理如渗滤塘和蚯蚓生态滤池等，这些技术只适合低污染负荷生活污水的处理，而对高负荷污染物沼液处理效果一般；植物处理可以利用各种水生植物(如水葫芦、水芹菜等)来摄取沼液中的营养元素，净化沼液，该技术在一定程度上体现了资源化循环利用的思想，但其仅针对沼液本身，增殖后水生植物的资源化利用的研究并未涉及。另外，藻类光合作用产生的O2可能会与CH4在一定比例下发生爆炸，对整个反应体系的安全有所威胁，加上处理后的藻类由于颗粒直径小，收获困难，进而影响其资源化循环利用。现有技术中的藻菌共生体能够对沼气沼液进行净化，但球状的藻菌共生体到底与藻类不同，市面上所有的以及专利申请中的各类光生物反应器并不能满足藻菌共生体同步净化沼气沼液实验的需求。因此急需一个适合课题的光生物反应器，以及优化的藻菌共生体培育及净化的同步方法。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种针对性设计器皿结构及反应工艺，既对藻菌共生体自身培养，又对稀释沼液和沼气实现同步净化，使得沼液废水符合排放标准且提升沼气品质的罐式光生物反应器及其藻菌共生体同步净化沼气沼液方法。本专利技术的目的可通过下列技术方案来实现：罐式光生物反应器，包括作为光生物反应器的第一透明罐和作为气液回流器的第二透明罐，所述第一透明罐与第二透明罐均为封闭状态，所述第一透明罐内放置气体分布器，所述第一透明罐的外周安装若干用于提供光源的LED灯；由外界向所述第一透明罐的上部内腔伸入藻菌接种管，由外界向所述第一透明罐中的气体分布器伸入除菌原沼进气管，由所述第一透明罐的内腔向所述第二透明罐的内腔伸入沼气供气管，所述沼气供气管连通所述第一透明罐与第二透明罐的上部，由所述第二透明罐的内腔向所述第一透明罐的内腔伸入沼气回流管，所述沼气回流管上串接回流气泵，所述沼气回流管连通所述第一透明罐与第二透明罐的上部，由所述第二透明罐的上部内腔向外界伸出沼气出气管；由外界向所述第二透明罐的上部内腔伸入沼液进液管，由所述第二透明罐的内腔向所述第一透明罐的内腔伸入沼液供液管，所述沼液供液管连通所述第一透明罐与第二透明罐的底部，所述沼液供液管上分支出沼液出液管。本罐式光生物反应器中，第一透明罐与第二透明罐以及其相连的管道应由耐高温材质制成，且能承受一定的压力。气体分布器用于分散沼气使其较均匀的分布并溶解于沼液中，同时起到搅拌传质的作用，这样可使稀释沼液中的藻菌共生体与沼气充分接触，起到同步净化沼气沼液的目的。在上述的罐式光生物反应器中，所述除菌原沼进气管的进气口处串接流量计。在上述的罐式光生物反应器中，所述沼气供气管上串接有压力计。在上述的罐式光生物反应器中，所述沼气回流管上分支出沼气采样口。在上述的罐式光生物反应器中，所述沼液出液管上分支出沼液取样口。罐式光生物反应器的藻菌共生体同步净化沼气沼液方法，包括以下步骤：1)、藻菌共生体的构建：a、将BG11培养基加入2％的麦芽糖和0.5％的酵母膏搅拌均匀后形成改良BG11培养基；b、将藻液和菌液按照1:10～1:30(×106cell/L)的混合比加入改良BG11培养基中进行混合培养，培养条件为25～28℃，2000～3000lux的光照强度，120～180rpm，pH＝6.5～8.5，培养4～5天，形成含有直径3～4mm的藻菌共生体的混合培养基；2)、藻菌共生体的驯化：a、将含有藻菌共生体的混合培养基加入到模拟废水溶液中，其TN为350mg/L、TP为45mg/L、COD为800mg/L，按照混合培养基(％)与模拟沼液(％)的比例范围：7﹕3～3﹕7，采取多项不同比例分别进行培养；b、每种配比培养1～2天进行转接，最后得到驯化的藻菌共生体；3)、罐式光生物反应器的准备工作：a、将第一透明罐与第二透明罐通过各个管道相组装连接，检查气密性，确保罐体以及各管道可以形成一个密封体系；b、由除菌原沼进气管、沼液进液管等管口通入120℃热蒸汽进行空罐灭菌20～30min，要保证罐体以及各管路都充分灭菌；4)、罐式光生物反应器的实验过程：a、从藻菌接种管处按照20％的接种量接入驯化的藻菌共生体；b、灭菌稀释沼液通过沼液进液管进入第二透明罐内，通过沼液供液管进入第一透明罐内，达到罐体高度的1/2～2/3；c、灭菌沼气通过除菌原沼进气管进入气体分布器，灭菌沼气通过气体分布器分散在第一透明罐中，再通过沼气供气管流入第二透明罐中，在回流气泵的带动下通过沼气回流管将部分沼气回流至第一透明罐中，使第一透明罐内保持内部0.03～0.05MPa的罐压，第二透明罐中的多余沼气最终通过沼气出气管排至外界；d、第一透明罐在25～28℃下，使用3000lux光照强度的LED白光，以光暗比10h：14h～14h：10h(白天：黑暗)的条件下进行藻菌共生体的培养；同步对沼液、沼气进行净化处理。在上述的藻菌共生体同步净化沼气沼液方法中，在步骤1)的b中所述藻液中的微藻为小球藻或斜生栅藻中的一种；所述菌液中的真菌为灵芝菌或平菇菌或秀珍菇菌中的一种；所述藻液与菌液均在其生长对数期内进行混合。在上述的藻菌共生体同步净化沼气沼液方法中，在进入第二透明罐之前，稀释沼液先通入臭氧进行灭菌，通入时间为6～8h，其TN为300～350mg/L、TP为30～45mg/L、COD为800～1000mg/L。在上述的藻菌共生体同步净化沼气沼液方法中，在进入第一透明罐之前，沼气先通过0.22um的滤膜进行除菌，滤膜的组成为30～40％CO2,60～70％CH4。在上述的藻菌共生体同步净化沼气沼液方法中，灭菌沼气通过除菌原沼进气管进入气体分布器的流量范围是1.0～2.0L/d/L。与现有技术相比，本罐式光生物反应器及其藻菌共生体同步净化沼气沼液方法具有以下优点：1、本专利技术利用沼液培养藻菌共生体，使得沼液废水符合排放标准(GB18918-2002)，同时向光生物反应器中通入原纯度不高的沼气作为藻菌共本文档来自技高网...

【技术保护点】
罐式光生物反应器，包括作为光生物反应器的第一透明罐和作为气液回流器的第二透明罐，所述第一透明罐与第二透明罐均为封闭状态，其特征在于，所述第一透明罐内放置气体分布器，所述第一透明罐的外周安装若干用于提供光源的LED灯；由外界向所述第一透明罐的上部内腔伸入藻菌接种管，由外界向所述第一透明罐中的气体分布器伸入除菌原沼进气管，由所述第一透明罐的内腔向所述第二透明罐的内腔伸入沼气供气管，所述沼气供气管连通所述第一透明罐与第二透明罐的上部，由所述第二透明罐的内腔向所述第一透明罐的内腔伸入沼气回流管，所述沼气回流管上串接回流气泵，所述沼气回流管连通所述第一透明罐与第二透明罐的上部，由所述第二透明罐的上部内腔向外界伸出沼气出气管；由外界向所述第二透明罐的上部内腔伸入沼液进液管，由所述第二透明罐的内腔向所述第一透明罐的内腔伸入沼液供液管，所述沼液供液管连通所述第一透明罐与第二透明罐的底部，所述沼液供液管上分支出沼液出液管。

【技术特征摘要】
1.罐式光生物反应器，包括作为光生物反应器的第一透明罐和作为气液回流器的第二透明罐，所述第一透明罐与第二透明罐均为封闭状态，其特征在于，所述第一透明罐内放置气体分布器，所述第一透明罐的外周安装若干用于提供光源的LED灯；由外界向所述第一透明罐的上部内腔伸入藻菌接种管，由外界向所述第一透明罐中的气体分布器伸入除菌原沼进气管，由所述第一透明罐的内腔向所述第二透明罐的内腔伸入沼气供气管，所述沼气供气管连通所述第一透明罐与第二透明罐的上部，由所述第二透明罐的内腔向所述第一透明罐的内腔伸入沼气回流管，所述沼气回流管上串接回流气泵，所述沼气回流管连通所述第一透明罐与第二透明罐的上部，由所述第二透明罐的上部内腔向外界伸出沼气出气管；由外界向所述第二透明罐的上部内腔伸入沼液进液管，由所述第二透明罐的内腔向所述第一透明罐的内腔伸入沼液供液管，所述沼液供液管连通所述第一透明罐与第二透明罐的底部，所述沼液供液管上分支出沼液出液管。2.根据权利要求1所述的罐式光生物反应器，其特征在于，所述除菌原沼进气管的进气口处串接流量计。3.根据权利要求1所述的罐式光生物反应器，其特征在于，所述沼气供气管上串接有压力计。4.根据权利要求1所述的罐式光生物反应器，其特征在于，所述沼气回流管上分支出沼气采样口。5.根据权利要求1所述的罐式光生物反应器，其特征在于，所述沼液出液管上分支出沼液取样口。6.根据权利要求1罐式光生物反应器的藻菌共生体同步净化沼气沼液方法，其特征在于，包括以下步骤：1)、藻菌共生体的构建：a、将BG11培养基加入2％的麦芽糖和0.5％的酵母膏搅拌均匀后形成改良BG11培养基；b、将藻液和菌液按照1:10～1:30(×106cell/L)的混合比加入改良BG11培养基中进行混合培养，培养条件为25～28℃，2000～3000lux的光照强度，120～180rpm，pH＝6.5～8.5，培养4～5天，形成含有直径3～4mm的藻菌共生体的混合培养基；2)、藻菌共生体的驯化：a、将含有藻菌共生体的混合培养基加入到模拟废水溶液中，其TN为350mg/L、TP为45mg/L、COD为800mg/L，按照混合培养基(％)与模拟沼...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙诗清，赵永军，王雪，胡长伟，葛志刚，曹卫星，
申请(专利权)人：嘉兴学院，
类型：发明
国别省市：浙江,33