一种利用微藻净化猪粪与玉米秸秆厌氧共消化沼液的方法技术

本发明专利技术公开一种利用微藻净化猪粪与玉米秸秆厌氧共消化沼液的方法，涉及农业有机废弃物资源化利用技术领域；包括：猪粪与玉米秸秆经瘤胃微生物厌氧共消化后产生消化液，对消化液固液分离获得沼液，通过抽滤方式去除沼液中的悬浮物，经抽滤后的沼液无需灭菌直接接种微藻，并在培养箱中培养，采用梯度浓度驯化方式提升微藻耐高氨氮能力；微藻驯化成功后，置于培养箱中完成序批式沼液净化，净化后的藻液经沉淀后，上清液达标排放或回用，收集的藻泥进行高附加值产品开发。本方法将微藻生产与沼液净化相耦合，筛选并驯化出对高氨氮沼液具有良好耐受性的微藻藻株，后通过控制反应周期和反应池进出液实现“藻泥收集、净化后的沼液外排”周期连续运行。周期连续运行。周期连续运行。

【技术实现步骤摘要】
一种利用微藻净化猪粪与玉米秸秆厌氧共消化沼液的方法


[0001]本专利技术涉及农业有机废弃物资源化利用
，尤其涉及一种利用微藻净化猪粪与玉米秸秆厌氧共消化沼液的方法。

技术介绍

[0002]随着我国农业现代化进程的加快，以秸秆等纤维素类生物质与禽畜养殖粪污为代表的农业有机固体废弃物的不合理利用和环境污染问题日益严重。随着国内外普遍加大推动有机废弃物资源化和能源化利用进程，适合生物处理的城市餐厨垃圾、畜禽养殖粪污等有机废弃物的厌氧发酵沼气工程得到迅速发展。然而大型厌氧消化工程沼液产量巨大，沼液中含有大量的氮磷钾等营养成分、数量庞大的微生物菌群和极微量的重金属成分等。如得不到妥善处理会对环境产生一系列问题。因此，如何对沼液进行低成本处理及资源化利用是制约大中型沼气工程发展的重要因素。
[0003]沼液是厌氧发酵后残留的液体，研究表明，畜禽粪污沼液中不仅含有丰富的氮、磷、钾、钙、镁、铁等中微量元素，还含有吲哚乙酸、细胞分裂素、赤霉素等植物生长调节物质以及维生素、氨基酸、糖类等生物活性成分，因此当前迫切需要寻求一种既能高效处理沼液，又能回收利用其营养元素的沼液资源化技术。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于，提供一种利用微藻净化猪粪与玉米秸秆厌氧共消化沼液的方法，将微藻生产与沼液净化相耦合，筛选并驯化出针对高氨氮沼液具有良好耐受性的微藻藻株。
[0005]为实现上述目的，本申请的技术方案为：一种利用微藻净化猪粪与玉米秸秆厌氧共消化沼液的方法，包括：猪粪与玉米秸秆经瘤胃微生物厌氧共消化后产生消化液，对消化液固液分离获得沼液，通过抽滤方式去除沼液中的悬浮物，经抽滤后的沼液无需灭菌直接接种微藻，并在培养箱中培养，采用梯度浓度驯化方式提升微藻耐高氨氮能力；微藻驯化成功后，置于培养箱中完成序批式沼液净化，净化后的藻液经沉淀池沉淀后，上清液达标排放或回用，收集的藻泥进行高附加值产品开发。
[0006]进一步的，抽滤方式具体为：利用真空抽滤机将沼液经0.22um或0.45um水系微孔滤膜进行抽滤处理，抽滤处理后的沼液呈深褐色，无其它杂质干扰，氨氮含量900～1100mg/L，总氮1000～1300mg/L，总磷35～50mg/L，pH值为7.4～7.6。抽滤处理可以去除大部分的悬浮物，降低沼液浊度，进而降低沼液中复杂物质对后续微藻生长的影响。
[0007]进一步的，经抽滤处理后的沼液用去离子水进行20％、40％、60％三种倍数稀释，无需灭菌，将微藻以藻种干重0.20～0.40g/L的接种量接种到稀释沼液中。
[0008]进一步的，微藻在沼液中的培养条件为：光照强度范围为5000～7000lx，光暗比12:12，温度为25
±
0.5℃，自接种后于每天的早中晚各搅拌2
‑
5min。
[0009]进一步的，所述培养箱包括控制面板，该控制面板分别与液晶显示屏、紫外消毒
灯、照明灯、荧光灯管、温度传感器、辐流风扇、搅拌器、pH电极相连，位于培养箱外表面的液晶显示屏用于显示温度、光照强度、pH值和照明灯开闭状态，所述紫外消毒灯、照明灯、温度传感器固定于培养箱顶部，所述荧光灯管分布在培养箱三侧内壁上，其中一个内壁还固定有辐流风扇，采用辐流风扇，送风远、风速分配均匀，确保空气流动性和温度均匀性。所述搅拌器伸进培养箱内的反应池中，所述反应池顶部设有pH电极；在培养箱下部设有散热孔。
[0010]更进一步的，所述反应池两侧分别设有进液口和出液口，所述进液口通过进液泵与进水桶相连，所述出液口与沉淀池相连；反应池材质为亚克力，亚克力材质的优势为韧性好、不易破损，透光率高，不仅能降低光照强度的损耗，还可以清楚地观察反应池内部状况。
[0011]更进一步的，所述搅拌器由时间继电器间歇控制搅拌工作及停止时间；搅拌器配备的调速电机功率为90～200w，最高转速为180rpm；搅拌器叶片为船式三叶型，能确保将藻体充分分散在沼液中。
[0012]更进一步的，所述反应池顶部设有加酸口、加碱口，所述加酸口通过加酸蠕动泵与加酸罐相连，所述加碱口通过加碱蠕动泵与加碱罐相连；设定微藻最适生长pH范围后，当反应池内pH超过最高pH值时，加酸泵启动，当反应池内pH低于最低pH值时，加碱泵启动；保证微藻生长的最适酸碱环境。
[0013]作为更进一步的，微藻按照培养条件生长一定时间后，根据OD680、叶绿素a含量、氮磷去除率确定微藻生长的沼液最适稀释倍数，将在最适稀释倍数沼液中生长良好的微藻接种到更低稀释倍数沼液中，以10％或20％作为浓度梯度差，提高其耐高氨氮能力。
[0014]作为更进一步的，反应池中的藻液接入沉淀池，沉淀后的藻泥通过出液泵接入藻液桶收集后进行高附加值产品的开发利用，出水则进行达标排放或回用。
[0015]本专利技术跟现有沼液处理技术相比，优点在于：本方法将微藻培养与沼液净化相耦合，筛选并驯化出适应于农业有机废弃物厌氧共消化沼液此类高氨氮废水的微藻藻种。既达到高效去除沼液中氮磷污染物的效果，又降低了微藻培养过程中所需的培养基和灭菌成本，收获的藻生物质还能用来开发高附加值藻肥。具有成本低、氮磷去除率高、减排CO2等优点。
附图说明
[0016]图1为培养箱结构示意图；
[0017]图2为利用微藻净化猪粪与玉米秸秆厌氧共消化沼液的系统图。
[0018]1、控制面板；2、液晶显示屏；3、照明灯；4、温度传感器；5、荧光灯管；6、紫外消毒灯；7、辐流风扇；8、反应池；9、搅拌器；10、进液口；11、出液口；12、搅拌器叶片；13、散热孔；14、pH电极；15、加酸口；16、加碱口；17、真空抽滤机；18、进水桶；19、进液泵；20、培养箱；21、沉淀池；22、出液泵；23、藻液收集桶；24、加酸泵；25、加酸罐；26、加碱泵；27、加碱罐。
具体实施方式
[0019]下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。除特别说明，本专利技术使用的设备和试剂为本
常规市购产品。
[0020]实施例1
[0021]本实施例提供一种利用微藻净化猪粪与玉米秸秆厌氧共消化沼液的方法，包括猪粪与玉米秸秆经瘤胃微生物厌氧共消化后产生消化液，对消化液固液分离获得沼液，利用真空抽滤机将沼液经0.22um或0.45um水系微孔滤膜进行抽滤处理。处理后的沼液呈深褐色，无其它杂质干扰，氨氮含量900～1100mg/L，总氮1000～1300mg/L，总磷35～50mg/L，pH值为7.4～7.6。经上述处理后的沼液用去离子水进行20％、40％、60％三种倍数稀释，无需灭菌，将微藻以藻种干重0.20～0.40g/L的接种量接种到稀释沼液中。微藻在沼液中的培养条件为：光照强度范围为5000～7000lx，光暗比12:12，温度本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用微藻净化猪粪与玉米秸秆厌氧共消化沼液的方法，其特征在于，猪粪与玉米秸秆经瘤胃微生物厌氧共消化后产生消化液，对消化液固液分离获得沼液，通过抽滤方式去除沼液中的悬浮物，经抽滤后的沼液无需灭菌直接接种微藻，并在培养箱中培养，采用梯度浓度驯化方式提升微藻耐高氨氮能力；微藻驯化成功后，置于培养箱中完成序批式沼液净化，净化后的藻液经沉淀池沉淀后，上清液达标排放或回用，收集的藻泥进行高附加值产品开发。2.根据权利要求1所述一种利用微藻净化猪粪与玉米秸秆厌氧共消化沼液的方法，其特征在于，利用真空抽滤机将沼液经0.22um或0.45um水系微孔滤膜进行抽滤处理，抽滤处理后的沼液呈深褐色，氨氮含量900～1100mg/L，总氮1000～1300mg/L，总磷35～50mg/L，pH值为7.4～7.6。3.根据权利要求1或2所述一种利用微藻净化猪粪与玉米秸秆厌氧共消化沼液的方法，其特征在于，经抽滤处理后的沼液用去离子水进行20％、40％、60％三种倍数稀释，将微藻以藻种干重0.20～0.40g/L的接种量接种到稀释沼液中。4.根据权利要求3所述一种利用微藻净化猪粪与玉米秸秆厌氧共消化沼液的方法，其特征在于，微藻在沼液中的培养条件为：光照强度范围为5000～7000lx，光暗比12:12，温度为25
±
0.5℃，自接种后于每天的早中晚各搅拌2
‑
5min。5.根据权利要求1所述一种利用微藻净化猪粪与玉米秸秆厌氧共消化沼液的方法，其特征在于，所述培养箱包括控制面板，该控制面板分别与液晶显示屏、紫外消毒灯、照明灯、荧光灯管、温度传感器、辐流风扇、搅拌器、pH电极相连，...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐晓晨，张琳琳，张国权，杨凤林，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：