一种利用畜禽养殖沼液高产微藻的方法技术

本发明专利技术公开了一种利用畜禽养殖沼液高产微藻的方法。具体步骤为：(1)沼液通过絮凝沉淀降低浊度、色度及部分难降解的有机物；(2)沉淀完成后，通过自然沉降进行固液分离；(3)在液体中加入一定量的碳酸钠进行酸碱度和盐度的调节；(4)微藻通过扩培后接入沼液中；(5)培养过程对光强及酸碱度进行反馈调节；(6)采收微藻，处理完成。本发明专利技术解决了目前沼液培养微藻产量过低的问题，收获的微藻可作为生物柴油的原料，处理后的沼液达到了城镇二级污水排放的标准，实现了沼液的低排放和资源循环利用，适于大规模推广应用。

A Method for High-yield Microalgae Production from Livestock and Poultry Breeding Biogas Liquor

The invention discloses a method for high-yield microalgae from livestock and poultry breeding biogas liquid. Specific steps are as follows: (1) biogas slurry reduces turbidity, chroma and some refractory organic matter by flocculation and sedimentation; (2) solid-liquid separation by natural sedimentation after sedimentation; (3) adding a certain amount of sodium carbonate to the liquid to regulate acidity, alkalinity and salinity; (4) microalgae is added into biogas slurry after expansion; (5) culture process to regulate acidity, alkalinity and salinity; (4) microalgae is added into biogas slurry Light intensity and acidity and alkalinity were regulated by feedback; (6) Microalgae were harvested and treated. The method solves the problem of low yield of microalgae cultured in biogas slurry at present. The harvested microalgae can be used as raw material of biodiesel. The treated biogas slurry meets the standard of municipal secondary sewage discharge, realizes low discharge of biogas slurry and recycling of resources, and is suitable for large-scale popularization and application.

【技术实现步骤摘要】
一种利用畜禽养殖沼液高产微藻的方法
本专利技术属于环保及新能源
，具体涉及一种利用畜禽养殖沼液高产微藻的方法。
技术介绍
随着畜禽养殖业规模化、集约化的发展，产生了大量养殖废水，给环境带来了极大的压力。沼气发酵是目前处理养殖废水最为经济和有效的技术之一，不仅大大减少了养殖废水的直接排放，产生的沼气还能满足养殖场的能源需求，既环保又节能。但是沼气发酵后产生的沼液中仍然含有高浓度的氮、磷以及大量的有机物，如若不经处理直接排放，不仅严重污染生态环境，还会影响人们的生活质量。微藻是较为低等的光合自养植物，仅利用合适的光、CO2和必需无机盐就可实现快速生长和繁殖，具有营养需求简单、光合作用效率高、耐污强、具有高附加值等特点。从20世纪60年代开始，微藻处理污水就已引起了广泛的关注。沼液中含有能够支持藻类生长的大量N、P和K等无机盐，是潜在的藻类优良培养基。目前越来越多的研究将微藻应用于沼液的处理，但都存在着微藻生物量不高，沼液净化效果相对较差的问题。为了解决上述问题，需要提供一种利用畜禽养殖沼液高产微藻的方法，在处理沼液的同时，获得大量高附加值的微藻产品，降低生产成本，获得更高的经济效益，实现节能减排的绿色生产，以适于大规模的应用。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种利用畜禽养殖沼液高产微藻的方法，为解决目前畜禽养殖废水营养资源化利用提供更为经济、高效的方法。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：一种利用畜禽养殖沼液高产微藻的方法，其包括以下几个步骤：(1)沼液经过絮凝沉淀以降低沼液的色度、浊度及难降解的有机质含量；(2)絮凝沉淀后，通过自然沉降进行固液分离，液体进入调节池进行酸碱度及营养盐的调节以适于微藻的生长；(3)将藻种接种至含BG11培养液的鼓泡式柱状反应器中，在光照强度为5000lx，温度为25℃，pH为6.5～7.5，CO2体积分数为0.5％的条件下培养一段时间，待初始OD680达到3.0时，终止培养，离心获得藻细胞；(4)将离心获得的藻细胞接入经絮凝和调节后的沼液中，并在适当的条件下培养一段时间；(5)在培养过程中，通过沼液pH及微藻生物量的变化，定期地补充碱性物质及调整光照强度；(6)培养结束后进行固液分离，对微藻进行收集利用，液体直接排放。作为优选，步骤(1)的沼液预处理的絮凝剂可以是壳聚糖、聚γ～谷氨酸、明矾和聚合氯化铝。优选地，步骤(1)所选的絮凝剂为聚合氯化铝(PAC)，助凝剂为阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)。优选地，步骤(1)絮凝方法为：取一定量的沼液于预处理池中，用HC1或NaOH溶液调节沼液初始pH值为5.5，加入一定量的聚合氯化铝(终浓度为200mg/L)，在l40r/min转速下搅拌1min后，再加入一定量的阳离子聚丙烯酰胺(终浓度为20.0mg/L)，在l40r/min转速下搅拌1min后，静止1～2h，取得上清作为微藻培养液。优选地，步骤(2)通过添加碳酸钠对絮凝后的沼液进行酸碱度及营养盐的调节，其中，碳酸钠初始的添加量为1.33g/L，调节后沼液的初始pH为8.0。优选地，步骤(3)所述的藻类为小球藻(Chlorellasp.)。优选地，步骤(4)的具体过程为：将对数期的藻细胞以0.5g/L的初始接种量接种至经预处理及营养盐调节后的沼液中，在初始pH为8.0，光照强度为5,000～15,000lx，光照时间为24h，温度为25℃，CO2体积分数为0.5％，通气量为10mL/min下培养10d。优选地，步骤(5)微藻净化沼液的过程中，需要不断的补加碳酸钠溶液以维持沼液pH在6.5～8.5范围内。优选地，步骤(5)的光强梯度设置为：在0～2d时，光强设置为5,000lx；在2～4d时，光强为10,000lx；在4～10d时，光强为15,000lx。本专利技术的有益效果在于：(1)本专利技术通过絮凝预处理，降低了沼液的色度及浊度，使其更适宜微藻的生长；(2)在微藻培养过程中，通过不断补加碳酸钠溶液，维持沼液pH的同时，也丰富了沼液的碳源含量，提高了微藻的生物量；(3)在微藻培养过程中，通过梯度增大光强以提高微藻的生长速度；(4)培养获得的微藻油脂含量高，可作为生物柴油原料，不会造成二次污染；(5)处理后的沼液达到了城镇二级污水的排放标准；(6)本专利技术实施简单、出水水质好、微藻生物量高、操作方便，实现了沼液的生态化处理，在改善环境的同时产生经济和社会效益。附图说明图1是本专利技术的具体工艺流程。图2是本专利技术具体实施方式中小球藻的生长情况。具体实施方式下面通过实施例对本专利技术进行详细说明，但所有实施例并不对本专利技术构成任何限制。实施例下面以某规模化养猪场沼液处理过程为例，利用本专利技术对沼液进行处理。(1)沼液成分分析：取猪场沼液，测得初始COD为1504mg/L，TN为512.1mg/L，TP为118.0mg/L，NH4+-N为368.6mg/L，pH为8.0。(2)沼液絮凝预处理：沼液进入絮凝预处理池，用HC1或NaOH溶液调节沼液pH值为5.5，加入一定量的聚合氯化铝(终浓度为200mg/L)，在l40r/min转速下搅拌1min后，再加入一定量的阳离子聚丙烯酰胺(终浓度为20.0mg/L)，在l40r/min转速下搅拌1min后，静止1～2h；取得上清，测得COD为921.0mg/L，TN为480.0mg/L，TP为68.20mg/L，NH4+-N为357.7mg/L，pH为5.82。其参数变化如表1所示。表格1絮凝前后猪场沼液参数变化(3)酸碱度及营养盐调节：沼液上清进入微藻反应器中，并加入一定量的碳酸钠，使其初始浓度为1.33g/L，沼液初始pH为8.0。(4)藻种扩培：小球藻在含BG11培养基的鼓泡式柱状反应器中，温度为25℃，光强为5000lx，pH为6.5～7.5，CO2体积分数为0.5％下培养，获得OD680为3.0的种子液；其中，BG11的配方为：硝酸钠1500mg/L，磷酸二氢钾40mg/L，七水合硫酸镁75mg/L，二水氯化钙36mg/L，柠檬酸6mg/L，柠檬酸铁铵6mg/L，乙二胺四乙酸二钠1mg/L，碳酸钠20mg/L，硼酸2.86mg/L，四水氯化锰1.86mg/L，七水硫酸锌0.22mg/L，二水钼酸钠0.39mg/L，五水硫酸铜0.08mg/L，六水硝酸钴0.05mg/L。(5)小球藻培养耦合沼液净化：将已扩培的小球藻在5000r/mim下离心5min，经无菌水洗涤后按初始生物量为0.5g/L的接种量接入沼液中，在梯度光强为5,000～15,000lx、光暗周期比为24:0，温度为25℃，CO2体积分数为0.5％，pH为6.5～8.5(通过补加碳酸钠进行pH的维持)，通气量为10mL/min的条件下培养10d。(6)经过10d的培养，小球藻在经预处理的沼液中的生物量达到了10.84g/L，其油脂含量达到了62.63％；沼液TN、TP、NH4+-N、COD的去除率分别为96.41％、97.70％、99.42％和89.53％，各污染指标达到了城镇二级污水的排放标准。(7)表2沼液处理前后污染指标对比表格2沼液处理前后污染指标对比(8)以上所述，仅是本专利技术的较佳实例而已，并非对本专利技术的技术范围作任何限制，故但凡依本专利技术的权利要求书和说明书所做的变化或修饰，皆本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用畜禽养殖沼液高产微藻的方法，其特征在于，包括以下几个步骤：(1)沼液经过絮凝沉淀以降低沼液的色度、浊度及难降解的有机质含量；(2)沼液絮凝沉淀后，通过自然沉降进行固液分离，液体进入调节池进行酸碱度及营养盐的调节以适于微藻的生长；(3)将藻种接种至含BG11培养液的鼓泡式柱状反应器中，在光照强度为5000lx，温度为25℃，pH为6.5～7.5，CO2体积分数为0.5％的条件下培养一段时间，待初始OD680达到3.0时，终止培养，离心获得藻细胞；(4)将离心获得的藻细胞接入经絮凝和调节后的沼液中，并在适当的条件下培养一段时间；(5)在培养过程中，通过沼液pH及微藻生物量的变化，定期地补充碱性物质及调整光照强度；(6)培养结束后进行固液分离，对微藻藻体进行收集利用，液体直接排放。

【技术特征摘要】
1.一种利用畜禽养殖沼液高产微藻的方法，其特征在于，包括以下几个步骤：(1)沼液经过絮凝沉淀以降低沼液的色度、浊度及难降解的有机质含量；(2)沼液絮凝沉淀后，通过自然沉降进行固液分离，液体进入调节池进行酸碱度及营养盐的调节以适于微藻的生长；(3)将藻种接种至含BG11培养液的鼓泡式柱状反应器中，在光照强度为5000lx，温度为25℃，pH为6.5～7.5，CO2体积分数为0.5％的条件下培养一段时间，待初始OD680达到3.0时，终止培养，离心获得藻细胞；(4)将离心获得的藻细胞接入经絮凝和调节后的沼液中，并在适当的条件下培养一段时间；(5)在培养过程中，通过沼液pH及微藻生物量的变化，定期地补充碱性物质及调整光照强度；(6)培养结束后进行固液分离，对微藻藻体进行收集利用，液体直接排放。2.根据权利要求1所述的一种利用畜禽养殖沼液高产微藻的方法，其特征在于，步骤(1)沼液预处理的絮凝剂为聚合氯化铝，助凝剂为阳离子聚丙烯酰胺。3.根据权利要求1所述的一种利用畜禽养殖沼液高产微藻的方法，其特征在于，步骤(1)沼液预处理过程为：取一定量的沼液于预处理池中，用HC1或NaOH溶液调节沼液初始pH值为5.5，加入一定量的聚合氯化铝(终浓度为200mg/L)，在l40r/min转速下搅拌1min后，再加入一定量的...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭春燕，刘天翔，王业春，程智鹏，曹华英，王序驰，张正蕊，周文君，许静，李军娟，
申请(专利权)人：深圳文科园林股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44