一种利用鱼粪发酵产生的泡沫促进菌藻共生和高效回收的方法技术

本发明专利技术公开了一种利用鱼粪发酵产生的泡沫促进菌藻共生和高效回收的方法，其特征在于：包括依次相连的鱼粪的厌氧发酵池、好氧发酵池以及菌藻共生系统，所述菌藻共生系统包括反应器，将所述厌氧发酵产生的泡沫引入菌藻共生系统，缓慢搅拌，使得气泡均匀分散在反应器中，停止搅拌，随着微藻光合作用的不断进行，当微藻生物量达到0.8

【技术实现步骤摘要】
一种利用鱼粪发酵产生的泡沫促进菌藻共生和高效回收的方法


[0001]本专利技术涉及一种利用鱼粪发酵产生的泡沫促进菌藻共生和高效回收的方法，属于种养殖领域。

技术介绍

[0002]循环水养鱼密度大，饵料投喂量平均在1％
‑
1.2％之间，每天会产生大量的粪污及残饵，目前国内普遍采用增大循环水量和增加换水量的方法清除鱼池粪污和残饵，大量的污水经过过微滤机过滤后进行好氧处理，处理后的尾水用于种菜或人工湿地净化，最后达标排放。
[0003]因污水量大，处理过程能耗高，且设施容量大，建设投资高，水资源浪费较大，这些问题综合影响循环水养鱼的健康发展。因此如何能更好的降低好氧处理能耗，降低处理成本成为我们需要解决的问题。
[0004]为此，我们设计了一主两辅的高密度循环水养殖系统，该系统将鱼粪经过浓缩后，经过厌氧发酵、好氧发酵然后进入菌藻共生系统后，水再回到鱼池。
[0005]起泡是反应器内产生的气体无法顺利排出，在液体中形成分散体系，最终积累在液体表面而形成的稳定黏液层，是由气泡、液体(含表面活性物质的废水)和固体颗粒(微生物及悬浮固体)组成的三相混合系统。
[0006]气泡中丰富的表面活性物质具有不对称分子结构(包含亲水性极性基团和疏水性非极性基团)，可吸附且定向排列于气液界面形成具有一定机械强度的临界层，从而在气泡相遇以及上升至液面时起到缓冲作用，防止气泡破裂，导致反应器内形成浓集的泡沫。
[0007]鱼粪的特征及其所携带的微生物种类、挥发性脂肪酸(VFAs)、原料碳氮比、有机负荷、搅拌模式等均为发泡诱导剂。鱼粪发酵系统中的表面活性剂/生物表面活性剂，除部分基质或基质降解过程中产生的中间代谢物外，主要来源于胞外聚合物(EPS)。EPS能粘附到细胞表面，形成保护屏障，提供对恶劣环境的抵抗力，吸附外源有机化合物以储存营养，以及消化外源大分子以获取营养。可溶性EPS，尤其是可溶性PN，也有助于泡沫的形成。
[0008]鱼菜藻共生系统中有机物的快速降解和硝态氮的高效累积利用是构建闭路循环系统的关键。前期实验中发现，高浓鱼粪在厌氧发酵及好氧生化处理过程中会产生大量的泡沫，泡沫中夹带的固体物质导致搅拌装置、曝气管和泵堵塞甚至损坏。同时还引起反应器内出现顶部固体浓度高、底部固定浓度低的逆剖面并形成死区,降低反应器有效容积，严重影响气
‑
液传质效率，破坏系统稳定性。
[0009]因此，如何清除这些泡沫，是我们急需要解决的问题。

技术实现思路

[0010]针对上述技术问题，本专利技术的目的在于提供一种利用鱼粪发酵产生的泡沫促进菌藻共生和高效回收的方法。
[0011]为了实现上述目的，本专利技术的技术方案为：一种利用鱼粪发酵产生的泡沫促进菌藻共生和高效回收的方法，其特征在于：包括依次相连的鱼粪的厌氧发酵池、好氧发酵池以及菌藻共生系统，所述菌藻共生系统包括反应器，将所述厌氧发酵产生的泡沫引入菌藻共生系统，缓慢搅拌，使得气泡均匀分散在反应器中，停止搅拌，随着微藻光合作用的不断进行，当微藻生物量达到0.8
‑
1.0g/L左右时，气泡逐渐富集于反应器表面，通过刮板将气泡刮出并通过超声波振动，即可实现气泡的破裂和藻的回收，经过所述菌藻共生系统的水回到鱼池中养鱼。
[0012]为了实现菌藻的高效生长和快速分离，将鱼粪发酵产生的大量泡沫(尤其是厌氧发酵)引入菌藻池，并简单缓慢搅拌，确保气泡均匀分散至菌藻共生系统，且气泡不破裂，然后停止搅拌，该气泡含有丰富的氮、磷、CO2等营养物质且具有一定的粘性(163mPa
·
S)，一方面可以为菌藻生长提供营养物质和二氧化碳(厌氧发酵产生)，提高光合作用效率，微藻生长效率提高10％以上，实现了减排固碳；另一方面可实现菌藻从液面的分离，降低菌藻回收成本，与传统膜分离、絮凝沉淀分离相比，成本降低15％以上(菌藻回收成本一般占菌藻养殖成本的20％以上)。气泡的及时排除解除了气泡在厌氧发酵体系影响气
‑
液传质效率和破坏系统稳定性的抑制，厌氧发酵效率提高10％以上。
[0013]上述方案中：所述菌藻共生系统菌藻比为1:4，光暗比为2:1，其中菌为从流化床中分离的硝化细菌，藻为具有高效光固定功能和可作为鲈鱼饵料的三角褐指藻。菌来自养鱼系统中，藻类可以用于鲈鱼的养殖。
[0014]上述方案中：从鱼池池底出来的鱼粪经过竖流沉淀器沉淀，然后鱼粪收集到鱼粪收集池，鱼粪收集池中的鱼粪再经过浓缩，浓缩后的鱼粪进入厌氧发酵池。
[0015]上述方案中：所述鱼粪浓缩机浓缩后的固含量为3
‑
5％。
[0016]上述方案中：所述菌藻共生系统产生的藻用于鱼池作为鱼饵料。
[0017]申请人研究的一种“一主两辅”高密度循环水养殖系统，包括鱼池，其特征在于：所述鱼池配备有三条养鱼尾水循环路线，分别为主循环路线、第一辅线和第二辅线；
[0018]所述主循环线包括依次相连的微滤机、流化床、臭氧消毒装置和紫外消毒装置，所述鱼池的上部池面排水管线与微滤机相连，所述紫外消毒装置的出口管线与鱼池相连，鱼池的上部池面排水经过微滤机过滤后，进入流化床，在流化床中把氨氮和亚硝态氮转化为硝态氮，然后养鱼尾水经过臭氧消毒装置和紫外消毒装置后回到鱼池；
[0019]所述第一辅线包括蔬菜栽培系统和过滤器，所述流化床的出液口分出一条支管与蔬菜栽培系统相连，所述蔬菜栽培系统的出水口与过滤器相连，所述过滤器的出水口连接到臭氧消毒装置，从流化床出来的水部分进入蔬菜栽培系统，降低硝态氮的含量，从蔬菜栽培系统出来的水经过过滤器过滤后，再经过臭氧消毒装置和紫外消毒装置回到鱼池；
[0020]所述第二辅线包括竖流沉淀器、鱼粪收集池、鱼粪浓缩机、厌氧发酵池、好氧发酵池、菌藻共生系统；所述鱼池的底部鱼粪污水排出管线与竖流沉淀器相连，所述竖流沉淀器的清液出口管线与微滤机相连，所述竖流沉淀器的鱼粪以及微滤机过滤出来的鱼粪进入鱼粪收集池，所述微滤机的滤液出口管线分出一条支管与鱼粪收集池相连，鱼粪收集池的鱼粪经过鱼粪浓缩机浓缩，经过浓缩的鱼粪进入厌氧发酵池进行厌氧发酵、好氧发酵池进行好氧发酵，经过好氧发酵后的尾水再次进入菌藻共生系统，从菌藻共生系统出来的水再经过臭氧消毒装置和紫外消毒装置后回到鱼池。所述紫外消毒装置出水管线、所述流化床出
口管线、所述微滤机滤液出口管线上分别设置有在线氨氮检测仪、在线硝态氮监测仪、在线亚硝酸盐监测仪。本系统中回到鱼池的水中氨氮小于0.5mg/L，亚硝态氮的浓度小于0.2mg/L。经过鱼粪浓缩机浓缩后的固含量为3
‑
5％。所述蔬菜栽培系统种植的蔬菜为生菜。一主两辅的处理线路，主循环路线利用流化床将氨氮和亚硝酸盐转化为硝态氮，以供植物生长的需求，流化床出来的水一部分提供给植物生长需求，一部分回到鱼池。当投放饵料后或者监测到氨氮浓度提高，此时，可以大部分水经过第二辅线，经过厌氧好氧生化反应，将氨氮转化为硝态氮，同时将硝态氮转化为氮气，去除水中的氮。三条本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用鱼粪发酵产生的泡沫促进菌藻共生和高效回收的方法，其特征在于：包括依次相连的鱼粪的厌氧发酵池、好氧发酵池以及菌藻共生系统，所述菌藻共生系统包括反应器，将所述厌氧发酵产生的泡沫引入菌藻共生系统，缓慢搅拌，使得气泡均匀分散在反应器中，停止搅拌，随着微藻光合作用的不断进行，当微藻生物量达到0.8
‑
1.0g/L左右时，气泡逐渐富集于反应器表面，通过刮板将气泡刮出并通过超声波振动，即可实现气泡的破裂和藻的回收，经过所述菌藻共生系统的水回到鱼池中养鱼。2.根据权利要求1所述利用鱼粪发酵产生的泡沫促进菌藻共生和高效回收的方法，其特征在于：所述菌藻共生系统菌藻比为1:4，光暗...

【专利技术属性】
技术研发人员：韦秀丽，张凯，高立洪，郑吉澍，李萍，刘科，李平，徐进，蒲德成，李佩原，李脉，唐宁，
申请(专利权)人：重庆市农业科学院，
类型：发明
国别省市：