CN105754862A - 一种用污水养殖微藻的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及微藻养殖技术领域,尤其涉及一种用污水养殖微藻的方法。采用丝状藻去除所述污水中的固形物,能耗小、成本低、无污染,为所述污水的大批量处理创造了条件。克服了现有技术中对污水进行吸附处理的过程中能耗高、成本高,容易发生污染,从而对污水的处理造成限制的缺陷。本发明实施例提供一种用污水养殖微藻的方法,所述污水中含有固形物,包括:步骤1)将第一藻种与所述污水混合,对所述污水中的固形物进行吸附处理以获得净化处理后的污水,其中,所述第一藻种为丝状藻;步骤2)用所述净化处理后的污水对第二藻种进行养殖。
Description
技术领域
本发明涉及微藻养殖技术领域,尤其涉及一种用污水养殖微藻的方法。
背景技术
随着工业化的不断发展,污水的排放量日益增加,通常污水中含有大量的富营养元素,如,氮、磷等,因此,可以将所述污水用于养殖微藻,使得微藻吸收所述污水中的氮、磷等富营养元素进行养殖,能够对所述污水的水质进行净化,提高污水的含氧量,降低污水中富营养元素的含量,从而能够降低污水的富营养化程度。
但是,由于污水中通常含有大量的固形物质,主要为粒径大于100nm的固体悬浮物和粒径在1nm-100nm之间的胶状物,在采用污水对微藻进行养殖时,这些固形物质会遮挡微藻生长所需的光源,因此,需要去除所述污水中的固形物质,以获得较为澄清的污水,从而能够提高微藻养殖的光合作用,提高微藻产量。
在现有技术中,去除所述污水中的固形物质可以通过如下方法进行:第一、向所述污水中加入活性炭,碳颗粒上的微细孔能够对固形物质进行吸附,从而能够对所述污水进行净化,然而,活性炭在反复使用之后,需要在高温下对其进行活化处理以再生进行重复利用,活化效果差,能耗大,成本较高,对污水的处理造成了限制;第二、通过膜过滤方式去除所述污水中的固形物质,由于膜过滤对过滤膜的材质要求较高,并且在处理过程中容易发生堵塞,能耗和成本也均较高;第三、向所述污水中加入絮凝剂使得所述污水中的固形物发生沉降,由于絮凝剂通常为外来化学物质,会对所述污水的水质造成影响,同样对所述污水的处理造成了限制。
发明内容
本发明的主要目的在于,提供一种用污水养殖微藻的方法,采用丝状藻去除所述污水中的固形物的固体颗粒,能耗小、成本低、无污染,为所述污水的大批量处理创造了条件。
为达到上述目的,本发明采用如下技术方案:
本发明实施例提供一种用污水养殖微藻的方法,所述污水中含有固形物,包括:
步骤1)将第一藻种与所述污水混合,对所述污水中的固态污染物进行吸附处理以获得净化处理后的污水,其中,所述第一藻种为丝状藻;
步骤2)用所述净化处理后的污水对第二藻种进行养殖。
优选的,所述第一藻种的长度大于等于5mm,所述第一藻种在所述污水中的浓度为0.2-3g/L。
可选的,所述步骤1)中的吸附处理是在搅拌下进行的。
优选的,所述搅拌为通气搅拌,所述通气搅拌的通气量为0.1-1vvm。
可选的,所述通气搅拌所采用的气体为空气与二氧化碳的混合气。
优选的,所述步骤1)中所述污水的光照强度小于等于100μmol/m2·s。
可选的,所述步骤1)中所述污水的温度为15-35℃。
优选的,所述步骤1)还包括:取样检测去除所述第一藻种后的液体在750nm的吸光度,若所述去除所述第一藻种后的液体的吸光度大于0.05,则采收所述污水中的团状藻体,并继续进行吸附处理;若所述去除所述第一藻种后的液体的吸光度小于等于0.05,则采收所有第一藻种获得净化后的污水。
或者,所述步骤1)还包括:取样检测所述污水中团状藻体与所述第一藻种总量的浓度比,若浓度比大于80%,则采收所述污水中的团状藻体,并继续进行吸附处理;对比前后两次取样检测结果,若所述浓度比不变,则采收所有第一藻种获得净化后的污水。
可选的,所述步骤1)中采收所述污水中的团状藻体之后还包括:补加长度大于等于5mm的第一藻种,使得所述第一藻种在所述污水中的浓度保持在0.2-3g/L。
进一步可选的,在补加长度大于等于5mm的第一藻种之前还包括:去除所述污水中长度小于5mm的第一藻种。
优选的,所述步骤1)之前还包括:
对所述污水的固形物浓度进行检测;若所述污水的固形物浓度大于等于第一预设值,则对所述污水进行稀释,使得所述污水的固形物浓度小于所述第一预设值;
或/和,对所述污水中的重金属和色素的浓度进行检测,若所述污水中重金属和色素的浓度大于等于所述第一藻种的最高耐受浓度,则对所述污水进行稀释,使得所述污水中重金属和色素的浓度小于所述第一藻种的最高耐受浓度;
或/和,对所述污水进行粗滤,使得所述污水的固形物的粒径小于等于第二预设值;
或/和,对所述污水的pH值进行检测,若所述污水的pH值在第一预设范围外,则调节所述污水的pH值,使得所述污水的pH值在所述第一预设范围内,所述第一预设范围是指理论上适合所述第一藻种生长的pH值范围;
或/和,对所述污水的温度进行检测,若所述污水的温度在第二预设范围外,则调节所述污水的温度,使得所述污水的温度在所述第二预设范围内,所述第二预设范围是指理论上适合所述第一藻种生长的温度范围。
可选的,所述步骤2)之前还包括:
对所述净化处理后的污水的pH值进行检测,若所述净化处理后的污水的pH值在第三预设范围外,则调节所述净化处理后的污水的pH值,使得所述净化处理后的污水的pH值保持在所述第三预设范围内,所述第三预设范围是指理论上适合所述第二藻种生长的pH值范围;
或/和,对所述净化处理后的污水的温度进行检测,若所述净化处理后的污水的温度在第四预设范围外,则调节所述净化处理后的污水的温度,使得所述净化处理后的污水的温度在所述第四预设范围内,所述第四预设范围是指理论上适合所述第二藻种生长的温度范围;
或/和,对所述净化处理后的污水中的营养元素的浓度进行检测,若所述净化处理后的污水中营养元素的浓度在第五预设范围外,则对所述净化处理后的污水中营养元素的浓度进行调节,使得所述净化处理后的污水的营养元素的浓度保持在第五预设范围内,所述第五预设范围是指理论上适合所述第二藻种生长的营养元素的浓度范围。
本发明实施例提供一种用污水养殖微藻的方法,在采用污水对微藻进行养殖之前,对其中的固形物通过丝状藻进行吸附处理,由于丝状藻在水中其表面带有负电荷,同性相斥而呈丝状,能够与污水中的固形物中带有正电荷的物质相结合,所述丝状藻表面的负电荷被中和掉,同性相斥被减弱从而形成团状藻体,所形成的团状藻体的丝与丝之间形成空隙,能够将固形物包裹在所述空隙内,从而达到去除污水中固形物的目的,提高污水的澄清度,在通过净化处理后的污水对微藻进行养殖时,能够提高微藻养殖的光合作用。在此过程中,能耗小、成本低、无污染,为所述污水的大批量处理创造了条件。克服了现有技术中对污水进行吸附处理的过程中能耗高、成本高,容易发生污染,从而对污水的处理造成限制的缺陷。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明实施例提供的一种用污水养殖微藻的方法的流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中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发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,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,都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。
本发明实施例提供一种用污水养殖微藻的方法,所述污水中含有固形物,参见图1,包括:
步骤1)将第一藻种与所述污水混合,对所述污水中的固形物进行吸附处理以获得净化处理后的污水,其中,所述第一藻种为丝状藻;
步骤2)用所述净化处理后的污水对第二藻种进行养殖。
本发明实施例提供一种用污水养殖微藻的方法,在采用污水对微藻进行养殖之前,对其中的固形物通过丝状藻进行吸附处理,由于丝状藻在水中其表面带有负电荷,同性相斥而呈丝状,能够与污水中的固形物中带有正电荷的物质相结合,所述丝状藻表面的负电荷被中和掉,同性相斥被减弱从而形成团状藻体,所形成的团状藻体的丝与丝之间形成空隙,能够将固形物包裹在所述空隙内,从而达到去除污水中固形物的目的,提高污水的澄清度,在通过净化处理后的污水对微藻进行养殖时,能够提高微藻养殖的光合作用。在此过程中,能耗小、成本低、无污染,为所述污水的大批量处理创造了条件。克服了现有技术中对污水进行吸附处理的过程中能耗高、成本高,容易发生污染,从而对污水的处理造成限制的缺陷。
其中,对所述污水的来源不做限定,随着工业化的加剧,污水的排放越来越严重,所述污水可以为市政污水、黑臭水体、沼液、化工排放水等。
其中,对所述第二藻种不做限定,所述第二藻种可以为单细胞藻种,也可以为丝状藻种。
对所述用所述净化处理后的污水对第二藻种进行养殖的具体养殖方法不做限定,可以将所述第二藻种接种于所述净化处理后的污水中进行游离养殖,也可以将所述净化处理后的污水作为培养液对所述第二藻种进行固定化养殖。
其中,需要说明的是,由于丝状藻越长,则其表面积越大,与所述污水的接触面积越大,越容易形成团状,更利于吸附所述污水中的固形物,将长度分别为3mm以下、3-5mm和5mm以上的丝状藻接种在相同的污水中,在相同的时间后对所述污水中的固形物的浓度进行测定,发现5mm以上的丝状藻对所述污水的固形物的吸附效果最好。
本发明的一实施例中,所述第一藻种的长度大于等于5mm,所述第一藻种在混合体系中的浓度为0.2-3g/L。
在本发明实施例中,采用这种状态的第一藻种,能够快速去除污水中的固形物,节省处理时间。
其中,对长度大于等于5mm的第一藻种的获取不做限定,可以通过商业途径获取,也可以通过养殖获取。
本发明的一实施例中,所述长度大于等于5mm的第一藻种通过如下方法获取:
将丝状藻以0.5-2g/L的浓度接种于清水中采用通气搅拌进行养殖,养殖过程中的通气量为0.05-0.1vvm,光量子密度小于等于200μmol/m2·s,转接周期为1-2天,培养5-6天。其中,vvm全称为volume/culturevolume/min(通气比),表示每分钟通气量与实际料液体积的比值,其单位是立方米/(立方米×分钟);光量子密度指光合有效辐射中的光通量密度,它表示单位时间单位面积上在400~700nm波长范围内入射的光量子数。
在本发明实施例中,可以获得长度大于等于5mm且外观为丝状的第一藻种。
其中,需要说明的是,由于所述污水的各项指标并不一定能够满足所述第一藻种的生长需求,这样,若直接采用所述第一藻种对所述污水进行吸附处理,会使得所述第一藻种的活性降低,甚至死亡,从而使得处理效果大打折扣。
本发明的又一实施例中,所述步骤1)之前还包括:
对所述污水的固形物浓度进行检测;若所述污水的固形物浓度大于等于第一预设值,则对所述污水进行稀释,使得所述污水的固形物浓度小于所述第一预设值;
或/和,对所述污水中的重金属和色素的浓度进行检测,若所述污水中重金属和色素的浓度大于等于所述第一藻种的最高耐受浓度,则对所述污水进行稀释,使得所述污水中重金属和色素的浓度小于所述第一藻种的最高耐受浓度;
或/和,对所述污水进行粗滤,使得所述污水的固形物的粒径小于等于第二预设值;
或/和,对所述污水的pH值进行检测,若所述污水的pH值在第一预设范围外,则调节所述污水的pH值,使得所述污水的pH值在所述第一预设范围内,所述第一预设范围是指理论上适合所述第一藻种生长的pH值范围;
或/和,对所述污水的温度进行检测,若所述污水的温度在第二预设范围外,则调节所述污水的温度,使得所述污水的温度在所述第二预设范围内,所述第二预设范围是指理论上适合所述第一藻种生长的温度范围。
在本发明实施例中,通过对所述污水进行适当的预处理,能够使得所述污水的各项参数满足所述第一藻种的生长需求,从而能够提高所述第一藻种的活性,提高吸附效果。
其中,所述固形物浓度是与流体中流动性呈正相关,污水中固形物浓度越大,粘性物质越多,则流动性越差,若所述污水的流动性较差,则通过对所述污水进行稀释,能够提高所述污水的流动性,从而提高所述污水与所述第一藻种的接触面积,提高吸附效果。
对所述第一预设值不做限定,
优选的,所述第一预设值为固形物浓度1%(w/w)。其中,w/w为质量比,在此表示固形物的质量为所述污水总质量的1%。
其中,所述第一藻种的最高耐受浓度是指所述第一藻种能够忍受且无有害效应的化学物质的最高浓度。所述第一藻种的最高耐受浓度可以通过试验事先获取。
其中,对所述第二预设值不做限定,若所述污水中含有大颗粒杂质,或者片状杂质,通过对所述污水进行粗滤,能够提高所述污水的澄清度,节省第一藻种的吸附处理时间。
优选的,所述第二预设值为50微米。能够保证预处理过程顺利进行又能够减轻所述第一藻种吸附处理的处理量,提高处理效果。
其中,对所述第一预设范围不做限定,所述第一预设范围可以根据所述第一藻种正常养殖情况下的pH值进行合理设定,使得所述第一藻种在所述第一预设范围内的活性较高,能够提高吸附效果。
其中,对所述第二预设范围不做限定,所述第二预设范围也可以根据所述第一藻种正常养殖情况下的温度进行合理设定,使得所述第一藻种在所述第二预设范围内的活性较高,能够提高吸附效果。
本发明的一实施例中,所述步骤1)中的吸附处理是在搅拌下进行的。
在本发明实施例中,通过对所述污水进行搅拌,能够促使固形物与所述丝状藻接触,从而提高吸附效率。
其中,对所述搅拌的方式不做限定,所述搅拌可以为机械搅拌,也可以为通气搅拌。需要说明的是,合适的搅拌能够提高吸附效率,并保持所述丝状藻不发生断裂,而若搅拌较为剧烈,则所述丝状藻容易发生断裂,影响吸附效果。
本发明的一实施例中,所述搅拌为通气搅拌,所述通气搅拌的通气量为0.1-1vvm。
在本发明实施例中,采用该搅拌方式,能够提高吸附效率并使得所述丝状藻不易发生断裂。
其中,对所述通气搅拌所采用的气体不做限定。
本发明的一实施例中,所述通气搅拌所采用的气体为空气与二氧化碳的混合气。
在本发明实施例中,能够为所述第一藻种提供氧源和碳源,使得所述第一藻种的活性较高。
其中,对所述吸附处理的光照强度也不做限定。
本发明的一实施例中,所述步骤1)中所述污水的光照强度小于等于100μmol/m2·s。
在本发明实施例中,采用合适的光照强度,同样能够提高所述第一藻种的活性。
其中,对所述吸附处理的温度也不做限定。
本发明的一实施例中,所述步骤1)中所述污水的温度为15-35℃。
在本发明实施例中,合适的温度也能够保持所述第一藻种的活性,提高吸附效果。
本发明的又一实施例中,所述步骤1)还包括:取样检测去除所述第一藻种后的液体在750nm的吸光度,若所述去除所述第一藻种后的液体的吸光度大于0.05,则采收所述污水中的团状藻体,并继续进行吸附处理;若所述去除所述第一藻种后的液体的吸光度小于等于0.05,则采收所有第一藻种获得净化后的污水。
其中,吸光度是指光线通过溶液或某一物质前的入射光强度与该光线通过溶液或物质后的透射光强度比值的以10为底的对数,当一束光通过一个吸光物质(通常为溶液)时,溶质吸收了光能,光的强度减弱。吸光度就是用来衡量光被吸收程度的一个物理量。
在本发明实施例中,在吸附处理过程中,通过取样检测,能够对吸附效果进行实时评估,及时采收失去作用的团状藻体,并能够根据吸附处理效果停止吸附处理,及时获得净化后的污水。
或者,所述步骤1)还包括:取样检测所述污水中团状藻体与所述第一藻种总量的浓度比,若浓度比大于80%,则采收所述污水中的团状藻体,并继续进行吸附处理;对比前后两次取样检测结果,若所述浓度比不变,则采收所有第一藻种获得净化后的污水。
在本发明实施例中,在吸附处理过程中,通过取样检测,能够对吸附效果进行实时评估,及时采收失去作用的团状藻体,并能够根据吸附处理效果停止吸附处理,及时获得净化后的污水。
其中,对所述团状藻体的采收方式不做限定,可以采用孔径较大的过滤网进行采收,使得所述团状藻体被过滤出来,与所述丝状藻体分离;也可以采用耙子状的采收装置进行采收。
当对所有藻种进行采收时,可以采用过滤网进行采收,也可以通过离心的方式进行采收,还可以采用气浮法进行采收。其中,气浮法是指设法使水中产生大量的微气泡,以形成水、气及被去除物质的三相混合体,在界面张力、气泡上升浮力和静水压力差等多种力的共同作用下,促进微细气泡粘附在被去除的物质上后,因粘合体密度小于水而上浮到水面,从而使水中的被去除物质去除。
其中,所述气浮法中气泡的产生可以通过机械剪切力获得,也可以通过电解方法获得。
优选的,其中气泡的大小为0.2-4微米。
采收所获得的团状藻体和丝状藻可用于制备生物柴油,也可以用于肥料、发酵、动物饲养、制药、颜料等生产制造工业。
本发明的又一实施例中,所述步骤1)中采收所述污水中的团状藻体之后还包括:补加长度大于等于5mm的第一藻种,使得所述第一藻种在所述污水中的浓度保持在0.2-3g/L。
需要说明的是,由于丝状藻的长度与其细胞状态有关,当所述细胞处于增殖期时能够连续分裂而获得更长的丝状藻,而当所述细胞处于不利于其生长的环境时,细胞间发生断裂而使得藻丝变短,在本发明实施例中,保持整个吸附过程中所述第一藻种的长度和浓度在所需的合适范围内,能够最大程度上提高吸附效果,从而提高吸附效率。
本发明的一实施例中,在补加长度大于等于5mm的第一藻种之前还包括:去除所述污水中长度小于5mm的第一藻种。
在本发明实施例中,通过去除所述污水中长度小于5mm的第一藻种,使得所述污水中第一藻种的活性能够始终保持在最高,提高吸附效率。
其中,需要说明的是,所述净化处理后的污水的pH值、营养元素的浓度、温度并不一定与所述第二藻种养殖所需的pH值、营养元素的浓度和温度相匹配,这样会影响所述净化处理后的污水对所述第二藻种的养殖效果。
本发明的又一实施例中,所述步骤2)之前还包括:
对所述净化处理后的污水的pH值进行检测,若所述净化处理后的污水的pH值在第三预设范围外,则调节所述净化处理后的污水的pH值,使得所述净化处理后的污水的pH值保持在所述第三预设范围内,所述第三预设范围是指理论上适合所述第二藻种生长的pH值范围;
或/和,对所述净化处理后的污水的温度进行检测,若所述净化处理后的污水的温度在第四预设范围外,则调节所述净化处理后的污水的温度,使得所述净化处理后的污水的温度在所述第四预设范围内,所述第四预设范围是指理论上适合所述第二藻种生长的温度范围;
或/和,对所述净化处理后的污水中的营养元素的浓度进行检测,若所述净化处理后的污水中营养元素的浓度在第五预设范围外,则对所述净化处理后的污水中营养元素的浓度进行调节,使得所述净化处理后的污水的营养元素的浓度保持在第五预设范围内,所述第五预设范围是指理论上适合所述第二藻种生长的营养元素的浓度范围。
在本发明实施例中,通过对所述净化处理后的污水的温度、营养元素的浓度或/和pH值进行检测并进行适当调节,使得所述净化处理后的污水能够满足所述第二藻种的养殖所需的条件,能够提高所述第二藻种的养殖产率,使得污水变废为宝,并同时对所述污水进行治理。
其中,所述第三预设范围、第四预设范围和第五预设范围可以根据所述第二藻种的养殖条件进行合理设置。
以下,本发明实施例通过实施例对本发明进行说明。这些实施例仅是为了具体说明本发明而提出的示例,本领域技术人员可以知道的是本发明的范围不受这些实施例的限制。
实施例1
1、第一藻种的养殖:
将黄丝藻以0.5g/L的浓度接种于光生物反应器的清水中在通气搅拌下进行养殖,6天后获得长度大于等于5mm的丝状藻,养殖过程中的通气量为0.05vvm,光照强度为200μmol/m2·s,转接周期为2天,转接批次为3批。
2、黑臭水体的预处理:
所述黑臭水体基本上没有粘性物质,流动性较好,含有较大的砂子,采用绢纱过滤网对所述黑臭水体进行粗滤,所述过滤网的孔径为50微米。
3、对所述黑臭水体进行吸附处理
将所述黑臭水体引入光照面积为2平方米的跑道池中,所述黑臭水体的深度为20cm,保持所述黑臭水体的温度为35度,在自然光照下,光照强度为100μmol/m2·s,将长度大于等于5mm的黄丝藻以0.2g/L的浓度接种于所述黑臭水体中,在机械搅拌下进行吸附处理,在此过程中,取样检测所述污水中团状藻体与所述第一藻种的浓度比,若浓度比大于80%,则采收所述污水中的团状藻体,并向所述污水中补加长度大于等于5mm的第一藻种继续进行吸附处理;3天后,取样检测并对比前后两次取样检测结果,所述浓度比不变,则采收所有第一藻种获得净化处理后的污水。
所获得的净化处理后的污水中的固形物的浓度由处理前的321mg/L下降至22mg/L,去除率达到93%。
4、用净化处理后的污水养殖第二藻种
将净化处理后的污水的pH值调整为6,温度调节在20-25℃,光量子密度在100μE/m2·s,所述第二藻种选用小球藻,将所述小球藻接种在所述净化后的污水中进行养殖,养殖7天后微藻由接种时的0.2g/L上升至1.2g/L,污水中总氮含量由初始的30mg/L降至5mg/L,总磷含量由8mg/L降至0.1mg/L,所述污水经过治理达到了国家一级A标准。
实施例2
1、第一藻种的养殖:
将黄丝藻以2g/L的浓度接种于光生物反应器的清水中在通气搅拌下进行养殖,6天后获得长度大于等于5mm的丝状藻,养殖过程的通气量为1vvm,光照强度为100μmol/m2·s,转接周期为1天,转接批次为3批。
2、沼液的预处理:
所述沼液为包括鸡粪、鸡舍冲洗液、猪马牛等尿粪的发酵液,其中含有大量的氨态氮和色素,对所述沼液进行稀释,使得所述氨态氮和色素的浓度降低。
3、对所述沼液进行吸附处理
将稀释后的沼液引入光照面积为180平方米的跑道池中,所述沼液的深度为30cm,保持所述沼液的温度为30度,在自然光照下,光照强度为80μmol/m2·s,将长度大于等于5mm的黄丝藻以3g/L的浓度接种于所述沼液中,在通气搅拌下进行吸附处理,通气搅拌所采用的气体为空气和二氧化碳的混合物,吸附处理的通气量为0.05vvm,在此过程中,取样检测去除藻种后的液体在750nm的吸光度,若所述去除所述第一藻种后的液体的吸光度大于0.05,则采收所述污水中的团状藻体,并向所述污水中补加长度大于等于5mm的第一藻种继续进行吸附处理;12天后,取样检测所述去除第一藻种后的液体的吸光度小于等于0.05,采收所有第一藻种获得净化后的污水。
所获得的净化处理后的污水中的固形物的浓度由处理前的12350mg/L下降至340mg/L,去除率达到97%。
4、用净化处理后的污水养殖第二藻种
将净化处理后的污水稀释约20倍,使得所述净化处理后的污水中氮磷的浓度适合微藻的养殖浓度,并将其pH值调整为8,温度调节在20-25℃,光量子密度在80μE/m2·s,所述第二藻种选用雨生红球藻,将所述雨生红球藻接种在所述净化后的污水中进行养殖,养殖14天后雨生红球藻由接种时的0.35g/L上升至1.62g/L,所述雨生红球藻中的虾青素含量由0.2%上升至1.64%,污水中总氮含量由初始的80mg/L降至0.2mg/L,总磷含量由10mg/L降至0.05mg/L,所述污水经过治理可用于鸡舍冲洗用水。
实施例3
1、第一藻种的养殖:
将黄丝藻以1.0g/L的浓度接种于光生物反应器的水体中在通气搅拌下进行养殖,5天后获得长度大于等于5mm的丝状藻,养殖过程的通气量为0.08vvm,光照强度为100μmol/m2·s,转接周期为2天,转接批次为3批。
2、市政污水的预处理:
所述市政污水为城市生活用水,所述城市生活用水中含有大量的有机物,粘性较大,对所述城市生活用水进行稀释,使得所述城市生活用水的流动性增大。
3、对所述市政污水进行吸附处理
将稀释后的市政污水引入光照面积为180平方米的跑道池中,所述市政污水的深度为30cm,保持所述市政污水的温度为30度,在自然光照下,光照强度为90μmol/m2·s,将长度大于等于5mm的黄丝藻以2g/L的浓度接种于所述市政污水中,在通气搅拌下进行吸附处理,通气搅拌所采用的气体为空气和二氧化碳的混合物,吸附处理的通气量为0.08vvm,在此过程中,取样检测去除第一藻种后的液体在750nm的吸光度,若所述去除第一藻种后的液体的吸光度大于0.05,则采收所述污水中的团状藻体,并向所述污水中补加长度大于等于5mm的第一藻种继续进行吸附处理;12天后,取样检测所述去除第一藻种后的液体的吸光度小于等于0.05,采收所有第一藻种获得净化后的污水。
所获得的净化处理后的污水中的固形物的浓度由处理前的582mg/L下降至40mg/L,去除率达到93%。
4、用净化处理后的污水养殖第二藻种
将净化处理后的污水的pH值调整为7,温度调节在20-25℃,光量子密度在90μE/m2·s,所述第二藻种选用拟微绿球藻,将所述拟微绿球藻接种在固定化养殖装置上,用所述净化后的污水进行养殖,养殖10天后吸附处理由接种时的0.2g/L上升至1.5g/L,污水中总氮含量由初始的50mg/L降至1.0mg/L,总磷含量由80mg/L降至0.5mg/L,所述污水经过治理可达到国家一级A标准。
综上所述,通过丝状藻对含有固形物的污水进行吸附处理,能够去除所述污水中的大量固形物,从而能够将所述净化处理后的污水用于微藻养殖,能够提高微藻养殖过程中的光合作用,提高微藻产量,并能够降低所述污水中的氮磷含量,对污水进行治理以实现回收利用。
以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
因此,本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (13)
1.一种用污水养殖微藻的方法,所述污水中含有固形物,其特征在于,包括:
步骤1)将第一藻种与所述污水混合,对所述污水中的固形物进行吸附处理以获得净化处理后的污水,其中,所述第一藻种为丝状藻;
步骤2)用所述净化处理后的污水对第二藻种进行养殖。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述第一藻种的长度大于等于5mm,所述第一藻种在所述污水中的浓度为0.2-3g/L。
3.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,
所述步骤1)中的吸附处理是在搅拌下进行的。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,
所述搅拌为通气搅拌,所述通气搅拌的通气量为0.1-1vvm。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,
所述通气搅拌所采用的气体为空气与二氧化碳的混合气。
6.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,
所述步骤1)中所述污水的光照强度小于等于100μmol/m2·s。
7.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,
所述步骤1)中所述污水的温度为15-35℃。
8.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,
所述步骤1)还包括:取样检测去除所述第一藻种后的液体在750nm的吸光度,若所述去除所述第一藻种后的液体的吸光度大于0.05,则采收所述污水中的团状藻体,并继续进行吸附处理;若所述去除所述第一藻种后的液体的吸光度小于等于0.05,则采收所有第一藻种获得净化后的污水。
9.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,
所述步骤1)还包括:取样检测所述污水中团状藻体与所述第一藻种总量的浓度比,若浓度比大于80%,则采收所述污水中的团状藻体,并继续进行吸附处理;对比前后两次取样检测结果,若所述浓度比不变,则采收所有第一藻种获得净化后的污水。
10.根据权利要求8或9所述的方法,其特征在于,
所述步骤1)中采收所述污水中的团状藻体之后还包括:补加长度大于等于5mm的第一藻种,使得所述第一藻种在所述污水中的浓度保持在0.2-3g/L。
11.根据权利要求10所述的方法,其特征在于,
在补加长度大于等于5mm的第一藻种之前还包括:去除所述污水中长度小于5mm的第一藻种。
12.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,
所述步骤1)之前还包括:
对所述污水的固形物浓度进行检测;若所述污水的固形物浓度大于等于第一预设值,则对所述污水进行稀释,使得所述污水的固形物浓度小于所述第一预设值;
或/和,对所述污水中的重金属和色素的浓度进行检测,若所述污水中重金属和色素的浓度大于等于所述第一藻种的最高耐受浓度,则对所述污水进行稀释,使得所述污水中重金属和色素的浓度小于所述第一藻种的最高耐受浓度;
或/和,对所述污水进行粗滤,使得所述污水的固形物的粒径小于等于第二预设值;
或/和,对所述污水的pH值进行检测,若所述污水的pH值在第一预设范围外,则调节所述污水的pH值,使得所述污水的pH值在所述第一预设范围内,所述第一预设范围是指理论上适合所述第一藻种生长的pH值范围;
或/和,对所述污水的温度进行检测,若所述污水的温度在第二预设范围外,则调节所述污水的温度,使得所述污水的温度在所述第二预设范围内,所述第二预设范围是指理论上适合所述第一藻种生长的温度范围。
13.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,
所述步骤2)之前还包括:
对所述净化处理后的污水的pH值进行检测,若所述净化处理后的污水的pH值在第三预设范围外,则调节所述净化处理后的污水的pH值,使得所述净化处理后的污水的pH值保持在所述第三预设范围内,所述第三预设范围是指理论上适合所述第二藻种生长的pH值范围;
或/和,对所述净化处理后的污水的温度进行检测,若所述净化处理后的污水的温度在第四预设范围外,则调节所述净化处理后的污水的温度,使得所述净化处理后的污水的温度在所述第四预设范围内,所述第四预设范围是指理论上适合所述第二藻种生长的温度范围;
或/和,对所述净化处理后的污水中的营养元素的浓度进行检测,若所述净化处理后的污水中营养元素的浓度在第五预设范围外,则对所述净化处理后的污水中营养元素的浓度进行调节,使得所述净化处理后的污水的营养元素的浓度保持在第五预设范围内,所述第五预设范围是指理论上适合所述第二藻种生长的营养元素的浓度范围。
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