申請(qǐng)日2013.09.18
公開(kāi)(公告)日2013.12.18
IPC分類(lèi)號(hào)C12M1/00; C02F103/20; C02F3/32; C12N1/12
摘要
本發(fā)明涉及一種規(guī)�；梦⒃鍋�(lái)凈化處理畜禽養(yǎng)殖廢水的裝置及其運(yùn)用方法，該系統(tǒng)包括畜禽養(yǎng)殖的前處理系統(tǒng)、溫室系統(tǒng)、光生物反應(yīng)器系統(tǒng)、藻液濃度在線檢測(cè)系統(tǒng)、收集系統(tǒng)、水循環(huán)系統(tǒng)、溫控系統(tǒng)、采光系統(tǒng)。本發(fā)明利用規(guī)�；笄蒺B(yǎng)殖中產(chǎn)生的廢水經(jīng)調(diào)制后來(lái)養(yǎng)殖微藻，大大降低了培養(yǎng)微藻的生產(chǎn)成本，廢液中的氮磷作為微藻培養(yǎng)的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，降低廢水中的各項(xiàng)指標(biāo)，凈化污水提高水質(zhì)。
權(quán)利要求書(shū)
1.一種微藻凈化畜禽養(yǎng)殖廢水裝置，其特征在于，包括沼液池、藻液混合池、光生物反應(yīng)器、儲(chǔ)液池、用于絮凝處理藻液的收集池以及收集處理后清水的清水池，所述沼液池經(jīng)沼液管與藻液混合池相連接，所述光生物反應(yīng)器包括機(jī)架，所述機(jī)架內(nèi)設(shè)有若干個(gè)縱向?qū)盈B的平板式反應(yīng)器，所述最底層平板式反應(yīng)器上方的平板式反應(yīng)器底部設(shè)有以讓液體由上層平板式反應(yīng)器向下層平板式反應(yīng)器流出的溢流管，所述最底層平板式反應(yīng)器底部溢流管與儲(chǔ)液池相連通，儲(chǔ)液池還設(shè)有通向最上層平板式反應(yīng)器的回液管，所述回液管上設(shè)有回液泵，所述藻液混合池設(shè)有與最上層平板式反應(yīng)器相連通的輸液管，所述每層平板式反應(yīng)器設(shè)有與收集池相連通的出液管，所述出液管上設(shè)有出液開(kāi)關(guān)，所述收集池經(jīng)連通管與清水池相連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種微藻凈化畜禽養(yǎng)殖廢水裝置，其特征在于，所述平板式反應(yīng)器底部設(shè)有曝氣管，所述曝氣管經(jīng)輸氣管與提供氣體的氣泵相連接，所述輸氣管上設(shè)有控制氣體流速的氣閥。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種微藻凈化畜禽養(yǎng)殖廢水裝置，其特征在于，所述機(jī)架下方設(shè)有輪子，所述機(jī)架上設(shè)有放置平板式反應(yīng)器的支撐臺(tái)，所述平板式反應(yīng)器每層間隔40～60cm，最下面一層離地面40～60 cm。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種微藻凈化畜禽養(yǎng)殖廢水裝置，其特征在于，所述輸液管上設(shè)有流量控制閥和輸液泵，所述光生物反應(yīng)器內(nèi)設(shè)有溫度傳感器，所述回液管上設(shè)有流量指示器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種微藻凈化畜禽養(yǎng)殖廢水裝置，其特征在于，所述平板式反應(yīng)器內(nèi)設(shè)有取樣器、檢測(cè)器，所述取樣器、檢測(cè)器經(jīng)控制系統(tǒng)與電腦相連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種微藻凈化畜禽養(yǎng)殖廢水裝置，其特征在于，所述光生物反應(yīng)器置于帶有蓋設(shè)有透光薄膜的溫室內(nèi)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種微藻凈化畜禽養(yǎng)殖廢水裝置，其特征在于，所述溫室內(nèi)設(shè)有日光燈和熱電偶溫感儀。
8.一種微藻凈化畜禽養(yǎng)殖廢水方法，包括如權(quán)利要求4所述的一種微藻凈化畜禽養(yǎng)殖廢水裝置其特征在于，按照如下步驟：
(1)將微藻藻種接種到裝有培養(yǎng)液的錐形瓶中，放置于搖床上進(jìn)行培養(yǎng)，錐形瓶中藻液的OD680達(dá)到0.6-0.7時(shí)，得到了擴(kuò)種培養(yǎng)后的藻液;
(2)將擴(kuò)種后的藻液轉(zhuǎn)接到裝有沼液的沼液混合池中，繼續(xù)培養(yǎng)藻液使藻液的OD680達(dá)到1.2～1.3;
(3)開(kāi)啟輸液泵將步驟(2)的藻液輸送至光生物反應(yīng)器3中進(jìn)行培養(yǎng)，并通過(guò)回液管及回液泵實(shí)現(xiàn)藻液循環(huán)凈化;
(4)當(dāng)光生物反應(yīng)器OD680達(dá)到3.0以上時(shí)，打開(kāi)出液開(kāi)關(guān)，藻液流到收集池中，當(dāng)OD680降到1.2～1.3時(shí)，出液開(kāi)關(guān)開(kāi)關(guān)關(guān)閉。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種微藻凈化畜禽養(yǎng)殖廢水方法，其特征在于，所述步驟2中擴(kuò)種培養(yǎng)后的藻液與沼液體積比為3:7，培養(yǎng)溫度為22～25℃，光照強(qiáng)度為4000-4500lux，光照和黑暗的時(shí)間周期為12h:12h。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種微藻凈化畜禽養(yǎng)殖廢水方法，其特征在于，步驟1中所用的培養(yǎng)液每升中含1,250 mg KNO3, 1,250 mg KH2PO4, 1,000 mg MgSO4·7H2O, 500 mg EDTA, 114.2 mg H3BO3, 111 mg CaCl2·2H2O, 49.8 mg FeSO4·7H2O, 88.2 mg ZnSO4·7H2O, 14.2 mg MnCl2·4H2O, 15.7 mg CuSO4·5H2O 和4.9 mg Co(NO3)2·6H2O。
說(shuō)明書(shū)
一種微藻凈化畜禽養(yǎng)殖廢水裝置及其方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種微藻凈化畜禽養(yǎng)殖廢水裝置及其方法。
背景技術(shù)
能源危機(jī)和水資源危機(jī)是21世紀(jì)人類(lèi)面臨的兩大危機(jī)，是制約人類(lèi)發(fā)展的主要問(wèn)題。因此，開(kāi)發(fā)經(jīng)濟(jì)、高效、可再生的新型能源是世界各國(guó)的迫切需求，微藻由于不與糧食作物競(jìng)爭(zhēng)土地、含油量高、光合效率高、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)、可大規(guī)�；揖哂刑疾蹲降淖饔枚徽J(rèn)為是生產(chǎn)生物柴油的最佳原料。目前，微藻生物能源技術(shù)所面臨的主要瓶頸是大規(guī)模獲取生物質(zhì)資源成本過(guò)高。因此，如何降低微藻生物柴油的生產(chǎn)成本是個(gè)亟待解決的問(wèn)題。目前，大規(guī)模生產(chǎn)微藻的方法主要有開(kāi)放的養(yǎng)殖池和密閉的光生物反應(yīng)器。然而，開(kāi)放池養(yǎng)殖條件變化較大，并存在嚴(yán)重的污染，無(wú)法實(shí)現(xiàn)連續(xù)穩(wěn)定的養(yǎng)殖，一般達(dá)不到高密度養(yǎng)殖的目的。因此需要提供一種能夠降低微藻生物生產(chǎn)成本，同時(shí)又可實(shí)現(xiàn)高密度微藻養(yǎng)殖的系統(tǒng)。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明對(duì)上述問(wèn)題進(jìn)行了改進(jìn)，即本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是設(shè)計(jì)一種可降低培養(yǎng)微藻的生產(chǎn)成本同時(shí)凈化養(yǎng)殖廢水的凈化畜禽養(yǎng)殖廢水的系統(tǒng)。
本發(fā)明的具體實(shí)施方案是：一種微藻凈化畜禽養(yǎng)殖廢水裝置，包括沼液池、藻液混合池、光生物反應(yīng)器、儲(chǔ)液池、用于絮凝處理藻液的收集池以及收集處理后清水的清水池，所述沼液池經(jīng)沼液管與藻液混合池相連接，所述光生物反應(yīng)器包括機(jī)架，所述機(jī)架內(nèi)設(shè)有若干個(gè)縱向?qū)盈B的平板式反應(yīng)器，所述最底層平板式反應(yīng)器上方的平板式反應(yīng)器底部設(shè)有以讓液體由上層平板式反應(yīng)器向下層平板式反應(yīng)器流出的溢流管，所述最底層平板式反應(yīng)器底部溢流管與儲(chǔ)液池相連通，儲(chǔ)液池還設(shè)有通向最上層平板式反應(yīng)器的回液管，所述回液管上設(shè)有回液泵，所述藻液混合池設(shè)有與最上層平板式反應(yīng)器相連通的輸液管，所述每層平板式反應(yīng)器設(shè)有與收集池相連通的出液管，所述出液管上設(shè)有出液開(kāi)關(guān)，所述收集池經(jīng)連通管與清水池相連通。
進(jìn)一步的，所述平板式反應(yīng)器底部設(shè)有曝氣管，所述曝氣管經(jīng)輸氣管與提供氣體的氣泵相連接，所述輸氣管上設(shè)有控制氣體流速的氣閥。
進(jìn)一步的，所述機(jī)架下方設(shè)有輪子，所述機(jī)架上設(shè)有放置平板式反應(yīng)器的支撐臺(tái)，所述平板式反應(yīng)器每層間隔40 ～60 cm，最下面一層離地面40～60 cm。
進(jìn)一步的，所述輸液管上設(shè)有流量控制閥和輸液泵，所述光生物反應(yīng)器內(nèi)設(shè)有溫度傳感器，所述回液管上設(shè)有流量指示器。
進(jìn)一步的，所述平板式反應(yīng)器內(nèi)設(shè)有取樣器、檢測(cè)器，所述取樣器、檢測(cè)器經(jīng)控制系統(tǒng)與電腦相連接。
進(jìn)一步的，所述光生物反應(yīng)器置于帶有蓋設(shè)有透光薄膜的溫室內(nèi)。
進(jìn)一步的，所述溫室內(nèi)設(shè)有日光燈和熱電偶溫感儀。
本發(fā)明第二技術(shù)方案為一種微藻凈化畜禽養(yǎng)殖廢水方法，包括如權(quán)利要求4所述的一種微藻凈化畜禽養(yǎng)殖廢水裝置其特征在于，按照如下步驟：
(1) 將微藻藻種接種到裝有培養(yǎng)液的錐形瓶中，放置于搖床上進(jìn)行培養(yǎng)，錐形瓶中藻液的OD680達(dá)到0.6-0.7時(shí)，得到了擴(kuò)種培養(yǎng)后的藻液;
(2) 將擴(kuò)種后的藻液轉(zhuǎn)接到裝有沼液的沼液混合池中，繼續(xù)培養(yǎng)藻液使藻液的OD680達(dá)到1.2～1.3。
(3) 開(kāi)啟輸液泵將步驟(2)的藻液輸送至光生物反應(yīng)器3中進(jìn)行培養(yǎng)，并通過(guò)回液管及回液泵實(shí)現(xiàn)藻液循環(huán)凈化。
(4) 當(dāng)光生物反應(yīng)器OD680達(dá)到3.0以上時(shí)，打開(kāi)出液開(kāi)關(guān)，藻液流到收集池中，當(dāng)OD680降到1.2～1.3時(shí)，出液開(kāi)關(guān)開(kāi)關(guān)關(guān)閉。
進(jìn)一步的，所述步驟2中擴(kuò)種培養(yǎng)后的藻液與沼液體積比為3:7，培養(yǎng)溫度為22～25℃，光照強(qiáng)度為4000-4500lux，光照和黑暗的時(shí)間周期為12h:12h，
進(jìn)一步的，步驟1中所用的培養(yǎng)液每升中含1,250 mg KNO3, 1,250 mg KH2PO4, 1,000 mg MgSO4·7H2O, 500 mg EDTA, 114.2 mg H3BO3, 111 mg CaCl2·2H2O, 49.8 mg FeSO4·7H2O, 88.2 mg ZnSO4·7H2O, 14.2 mg MnCl2·4H2O, 15.7 mg CuSO4·5H2O 和4.9 mg Co(NO3)2·6H2O。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：本發(fā)明利用多層平板式反應(yīng)器及回液管形成養(yǎng)殖液循環(huán)，畜禽養(yǎng)殖廢水經(jīng)沼氣池發(fā)酵后的沼液作為微藻養(yǎng)殖的培養(yǎng)液，節(jié)約了微藻養(yǎng)殖過(guò)程中的成本，微藻在養(yǎng)殖過(guò)程中，能對(duì)沼液進(jìn)行進(jìn)一步的脫氮除磷，縮短生產(chǎn)工藝，降低沼液中的各項(xiàng)指標(biāo)，凈化水體水質(zhì)，使沼液各項(xiàng)
