CN112694228A - 一种基于菌藻共生的沼液净化方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于菌藻共生的沼液净化方法，包括（1）沼液预处理；（2）沼液净化；（3）回收和排放；本发明还涉及沼液处理装置，包括循环罐、循环水泵和培养管道，所述循环罐内设置有叶轮装置，叶轮上设置有尼龙材质的长勾。本发明提供的一种基于菌藻共生的沼液净化方法，通过传统污水处理与菌藻培养相结合的沼液处理装置，以及特有的菌藻共生体的培养，能够快速提高总磷、总氮、氨氮、COD、色度的去除率，同时能吸附沼液中的沼渣防止管道堵塞。

Description

一种基于菌藻共生的沼液净化方法
技术领域
本发明属于污水处理技术领域，更具体地，涉及一种基于菌藻共生的沼液净化方法。
背景技术
伴随着我国集约化畜禽养殖业的迅速发展，养殖场及其周边环境问题日益突出成为制约畜牧业进一步发展的主要因素之一。为防止环境污染，保障人、畜健康，促进畜牧业的可持续发展，HJ/T81-2001《畜禽养殖业污染防治技术规范》中做出相关规定“畜禽粪便进行沼气发酵，对沼渣、沼液应尽可能实现综合利用，同时要避免产生新的污染”。
对于沼气发酵产生的废弃物沼渣和沼液，前者可直接作土壤肥料，后者由于其含有大量氮、磷、BOD、COD、FeS、SS、重金属等主要污染物，需进行一定的处理才可外排，否则会造成水体富营养化等一系列环境污染问题。
小球藻是人类最早分离培养的一种绿藻，研究发现，它具备降解有机污染物、高效吸附重金属和吸收氮磷等功能，并且它的生长速度快，可利用光能将无机碳(二氧化碳或碳酸盐)转化为碳水化合物，其光合作用效率是一般高等植物的10倍左右，有望成为减排二氧化碳的先锋物种。小球藻还含有优质的营养价值，蛋白质品质极高，具有丰富的脂肪、维生素和微量元素，是配制牲畜饲料的优选原料。
但是单一通过小球藻净化得到的沼液中的COD去除率依然较低，而微生物菌群对污水的COD去除率较高，将小球藻和微生物菌群结合成菌藻共生体，可以起到高效净化沼液，并养殖小球藻的目的。但是现有技术中较少有将传统污水处理与菌藻培养相结合的沼液处理装置，且处理效果不明显。
综上所述，如何设计一种基于菌藻共生的沼液净化方法，不仅能高效净化沼液，还能将传统污水处理与菌藻的培养相结合，是目前急需解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于为了解决上述技术问题，而提供一种基于菌藻共生的沼液净化方法，通过传统污水处理与菌藻培养相结合的沼液处理装置，以及特有的菌藻共生体的培养，能够快速提高总磷、总氮、氨氮、COD、色度的去除率。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的，一种基于菌藻共生的沼液净化方法，所述沼液净化方法包括以下步骤：
（1）沼液预处理
将待处理的沼液导入深度厌氧发酵罐进行发酵，然后导入一级表面接触氧化池、二级表面接触氧化池进行水质净化，再进入沉淀池去除沼液中存在的悬浮物质，悬浮物质形成污泥回流至一级表面接触氧化池中继续参与水质净化，其上清液进入调节池，调节沼液PH为5-7、稀释度为15-30；
（2）沼液净化
将预处理后的沼液导入沼液处理装置中，然后按照0.02-0.04g/L的用量加入次氯酸进行杀菌，再均匀投入菌藻共生体，吸收沼液中有害物质和元素，进行沼液净化，净化时间为8-12天；
（3）回收和排放
将净化后的沼液导入絮状沉淀池，其上清液回流至沉淀池再次参与上述过程，直至沼液达到排放标准后，即可排放；其絮状沉淀物进入菌藻浆储池中，进行菌藻蛋白的回收，回收的菌藻蛋白供给畜禽养殖场。
进一步地，所述菌藻共生体的制备方法为：
S1、在无菌条件下，将小球藻按20-40%的接种量接种到装有BG11培养基的三角瓶中，然后放入光反应器中培养10-20天，培养温度为26-28℃，光照强度为2000-2500Lx，得小球藻藻液；
S2、在无菌条件下，将钠豆芽孢杆菌、沼泽红假单胞菌、硝化细菌接种到装有LB培养基的三角瓶中，然后放入200-220 rpm的摇床培养10-15天，培养温度为27-29℃，得混合菌液；
S3、将丝瓜瓤按照φ（1-5)mm*（10-20）mm的规格切成段，然后洗净灭菌，并按照1：（1-3）的长度比划分为A部和B部，即得预处理好的丝瓜瓤载体；
S4、取小球藻藻液放入广口瓶中，将丝瓜瓤载体的A部浸入小球藻藻液中，然后将广口瓶放入转速为180-200rpm的摇床培养15-20天，培养温度为27-29℃，光照强度为2500-3000Lx，并用空气泵通气，使得小球藻扩培并固定在在丝瓜瓤载体的A部；
S5、取混合菌液放入广口瓶中，将丝瓜瓤载体的B部浸入混合菌液中，然后将广口瓶放入转速为180-200rpm的摇床培养10-15天，培养温度为28-30℃，使得混合菌扩培并固定在在丝瓜瓤载体的B部；
S6、将步骤S5得到的丝瓜瓤载体用无菌水冲洗后，即得菌藻共生体。
进一步地，所述菌藻共生体与沼液的质量比为（1-5）：1000，所述小球藻与混合菌的质量比为（8-10）：1，所述钠豆芽孢杆菌、沼泽红假单胞菌、硝化细菌的质量比为1：（1.5-3）：（0.6-0.8）。
进一步地，所述丝瓜瓤划分成A端和B端的具体方法为：往丝瓜瓤的划分处内部塞入0.5-1cm的抑菌剂，并在丝瓜瓤外表面对应抑菌剂的位置粘结上黑膜，所述抑菌剂包括质量比为1：（0.5-0.7）的迷迭香和薰衣草。
进一步地，所述沼液预处理还包括：在经过调节池后的沼液中均匀加入0.5-1%的除色剂。
进一步地，所述除色剂的制备方法为：
A、将步骤S4和S5中广口瓶中剩余的液体、以及S6中冲洗后的无菌水收集起来，得混合液，在混合液中加入海藻酸钠，混合均匀；
B、将水玻璃与0.8-2倍量的水混合成粘稠液，置于1-2℃备用；
C、将步骤A得到的产物放入-（8-15）℃的冷冻箱中冷冻1-3h，取出冰冻物在恒温和800-1000r/min的粉碎机中粉碎，过16-20目筛；
D、将步骤C得到产物迅速放入步骤B中的粘稠液中，搅拌均匀，过滤掉多余粘稠液后，将固体物置于-（5-10）℃的冷冻箱中冷冻2-4h，即得成品。
进一步地，所述混合液、海藻酸钠的质量比为1：（0.05-0.1）。
进一步地，步骤（2）中所述沼液处理装置包括循环罐、循环水泵和培养管道，所述循环罐上设置有两个进水管和一个出水管，分别是第一进水管、第二进水管和出水管，所述出水管上设置有抽水泵，所述培养管道由若干首尾相连的管式光生物反应器组成，所述培养管道上方还设置有开口方向向上的第三进水管；循环罐的内部设置有叶轮装置，所述叶轮装置包括叶轮固定座，叶轮支座、弹簧和叶轮，所述叶轮固定座固定安装在在循环罐底部，所述叶轮固定座下部为圆柱体，上部为带开孔的长方体凸起，所述叶轮支座下部为带开孔的长方形凸起，上部为圆柱体，所述叶轮支座通过销轴与扭簧铰接在叶轮固定座开孔处，所述叶轮通过固定安装在叶轮支座的圆柱体上部，所述叶轮的叶面上设置有尼龙勾层，所述尼龙勾层为尼龙材质长勾，所述弹簧设置在叶轮固定座的上表面和叶轮支座下部的长方形凸起上，所述管道上设置有阀门，具体包括五个阀门，分别为第一阀门、第二阀门、第三阀门、第四阀门和第五阀门，所述第一阀门设置在第一进水管上即循环罐与培养管道的连接处，所述第二阀门设置在出水管上，所述第三阀门设置在循环罐和循环水泵的连接管道上，所述第四阀门设置在第三进水管，第五阀门设置在第二进水管上。
本发明的有益效果在于：
（1）本发明通过合理的工艺设计以及沼液处理装置，能够快速提高总磷、总氮、氨氮、COD、色度的去除率；
（2）本发明的沼液处理装置通过设置叶轮装置，搅拌沼液和菌藻共生体，使其更好地融合在一起，加强菌藻共生体对沼液中的有害物质的吸收效率；并可在反应的不同阶段防止沼液渣的沉淀和加快出液效率，同时对沼渣有一定的吸附作用，设置的尼龙勾层可以收集沼渣，具有弹性方便清理；
（3）本发明通过培养菌藻共生体，使得小球藻和混合菌可以得到较好的固定和生长，其加入沼液中能够快速明显地提高总磷、总氮、氨氮、COD、色度的去除率，还养殖了菌藻，为养殖场提供了菌藻蛋白；
（4）本发明在制备菌藻共生体时，使用了丝瓜瓤载体，丝瓜瓤多孔蓬松，使得小球藻和混合菌可以得到较好的固定和生长，从而提高沼液净化效果；
（5）本发明在制备菌藻共生体时，通过在丝瓜瓤的中间进行抑菌剂和黑膜处理，分别抑制了该位置的混合菌和小球藻生长，可以将丝瓜瓤的两端分别进行小球藻和混合菌的培养，避免混合培养对各自生长造成影响；
（6）本发明在制备菌藻共生体时，在丝瓜瓤的两端分别进行小球藻和混合菌的培养，制备的菌藻共生体放入沼液中后，小球藻代谢产生的氧气能迅速通过丝瓜瓤的孔道被混合菌吸收，同时混合菌代谢产生的二氧化碳也能迅速倍小球藻吸收，为两端生物的气体交换吸收提供了通道，有利于双方快速生长；
（7）本发明通过回收菌藻共生体制备时产生的代谢产物来制备除色剂，可以对沼液起到很好的絮凝除色作用，为小球藻的生长提供了好的生长环境，还使得资源得到循环利用；
（8）本发明在制备除色剂时，将除色剂冷冻成冰块后再加入沼液中，冰块在沼液中迅速融化的瞬间，冰块内的分子势能迅速增大，使得除色剂能够迅速分散在沼液中，增强絮凝活性；
（9）本发明制备除色剂时加入海藻酸钠，可以加强脱色剂的流变性，有利于脱色剂分子的运动；除色剂的外层包覆有水玻璃，使得外层水玻璃在沼液中先行溶解并增加了沼液的粘度，在一定程度上有利于除色剂有效成分在沼液中的分散。
附图说明
图1为本发明提供的一种基于菌藻共生的沼液净化方法的工艺流程图；
图2为本发明的沼液处理装置的工作原理图；
图3为本发明的叶轮固定座的结构图；
图4为本发明的叶轮支座的结构图；
图5为本发明的叶轮结构原理图；
图6为本发明的叶轮装置的横向旋转的结构原理图；
图7为本发明的叶轮装置的纵向旋转的结构原理图，
图8为本发明的叶轮上的尼龙勾层示意图。
图中：1、循环罐；101、进水管；103、进水管；102、出水管；104、进水管；201、第一阀门；202、第二阀门；203、第三阀门；204、第二阀门；205、第三阀门；3、叶轮；301、叶轮固定座；302、叶轮支座；303、弹簧；304、销轴；310、尼龙勾层；4、培养管道；5、循环水泵，6、抽水泵。
具体实施方式
下面将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。
实施例1
本实施例提供了一种基于菌藻共生的沼液净化方法，包括以下步骤：
（1）沼液预处理
将待处理的沼液导入深度厌氧发酵罐进行发酵，然后导入一级表面接触氧化池、二级表面接触氧化池进行水质净化，再进入沉淀池去除沼液中存在的悬浮物质，悬浮物质形成污泥回流至一级表面接触氧化池中继续参与水质净化，其上清液进入调节池，调节沼液PH为5、稀释度为15；
（2）沼液净化
将预处理后的沼液导入沼液处理装置中，然后按照0.02g/L的用量加入次氯酸进行杀菌，再均匀投入菌藻共生体，吸收沼液中有害物质和元素，进行沼液净化，净化时间为8-12天；
（3）回收和排放
将净化后的沼液导入絮状沉淀池，其上清液回流至沉淀池再次参与上述过程，直至沼液达到排放标准后，即可排放；其絮状沉淀物进入菌藻浆储池中，进行菌藻蛋白的回收，回收的菌藻蛋白供给畜禽养殖场。
实施例2
在实施例1的基础上，本实施例还提供了一种沼液处理装置，包括循环罐1、循环水泵5和培养管道4，所述循环罐1上设置两个进水管和一个出水管，分别是第一进水管101、第二进水管104和出水管102，所述出水管上设置有抽水泵6，所述培养管道4包括若干首尾相连的管式生物反应器，所述培养管道4所述培养管道4上方还设置有开口方向上的第三进水管103。循环罐1的内部设置有叶轮装置，所述叶轮装置包括叶轮固定座301，叶轮支座302、弹簧303和叶轮3，所述叶轮固定座301固定安装在在循环罐1底部，下部为圆柱体，上部为带开孔的长方体凸起，所述叶轮支座302下部为带开孔的长方形凸起，上部为圆柱体，所述叶轮支座302通过销轴与扭簧铰接304固定安装在叶轮固定座301开孔处，所述叶轮3通过固定安装在叶轮支座302的圆柱体上部，所述叶轮的叶面上设置有尼龙勾层310，所述尼龙勾层为尼龙材质长勾，所述弹簧303设置在叶轮固定座的上表面和叶轮支座下部的长方形凸起上。所述管道上设置有阀门，具体包括5个阀门，分别为第一阀门201、第二阀门202、第三阀门203、第四阀门204和第五阀门205，第一阀门201设置在第一进水管101上，循环罐1与培养管道4的连接处，第二阀门202设置在出水管102上，所述第三阀门203设置在循环罐1和循环水泵5的连接管道上，所述第四阀门204设置在第三进水管103，第五阀门205设置在第二进水管104上。
具体原理如下：打开第一阀门201，调节池内的沼液经第一进水管101流入循环管1内，培养管道4内含有已经培养好的含有菌藻共生体的培养液，沼液进入循环罐1内后，关闭第一阀门201，打开第三阀门203和第五阀门205，打开循环水泵5，在循环水泵5的驱动下，培养液经第二进水管104流入循环罐1内，在水流的作用下，挤压叶轮3，使得叶轮支座301克服弹簧303的弹力绕销轴304转动，直到叶轮3在纵向位置转动，沼液在叶轮3的作用下和培养液混合均匀，叶轮3上设置的尼龙勾层310可以吸附来自沼液中的沼渣，培养液内的菌藻共生体吸收沼液中的有害物质，纵向的搅动加快了沼液和培养液的混合速度，同时也可以防止沼渣的沉淀造成管道堵塞，菌藻共生体对沼液中的有害物质吸收完成后，关闭第五阀门205和第三阀门203，打开第二阀门202，此时叶轮支座301没有受到来自第二进水管水流的压力，弹簧303复位，混合液在抽水泵6的作用下经出水管102被抽出，叶轮3在水流的作用下在横向平面开始转动，待抽液完成后，关闭循环水泵5，关闭第二阀门202，这种旋转加快了出液速率，叶轮3上的尼龙勾层310可以更大面积的吸附沼渣，防止管道堵塞。
实施例3
在实施例1的基础上，本实施例还提供了一种菌藻共生体的制备方法，具体为：
S1、在无菌条件下，将小球藻按20%的接种量接种到装有BG11培养基的三角瓶中，然后放入光反应器中培养10天，培养温度为26℃，光照强度为2000Lx，得小球藻藻液；
S2、在无菌条件下，将钠豆芽孢杆菌、沼泽红假单胞菌、硝化细菌接种到装有LB培养基的三角瓶中，然后放入200 rpm的摇床培养10天，培养温度为27℃，得混合菌液；
S3、将丝瓜瓤按照φ1mm*10mm的规格切成段，然后洗净灭菌，并按照1：1的长度比划分为A部和B部，即得预处理好的丝瓜瓤载体；
S4、取小球藻藻液放入广口瓶中，将丝瓜瓤载体的A部浸入小球藻藻液中，然后将广口瓶放入转速为180rpm的摇床培养15天，培养温度为27℃，光照强度为2500Lx，并用空气泵通气，使得小球藻扩培并固定在在丝瓜瓤载体的A部；
S5、取混合菌液放入广口瓶中，将丝瓜瓤载体的B部浸入混合菌液中，然后将广口瓶放入转速为180rpm的摇床培养10天，培养温度为28℃，使得混合菌扩培并固定在在丝瓜瓤载体的B部；
S6、将步骤S5得到的丝瓜瓤载体用无菌水冲洗后，即得菌藻共生体。
所述菌藻共生体与沼液的质量比为1：1000，所述小球藻与混合菌的质量比为8：1，所述钠豆芽孢杆菌、沼泽红假单胞菌、硝化细菌的质量比为1：1.5：0.6。
所述丝瓜瓤划分成A端和B端的具体方法为：往丝瓜瓤的划分处内部塞入0.5cm的抑菌剂，并在丝瓜瓤外表面对应抑菌剂的位置粘结上黑膜，所述抑菌剂包括质量比为1：0.5的迷迭香和薰衣草。
实施例4
在实施例1的基础上，本实施例还提供了一种基于菌藻共生的沼液净化方法，所述步骤（1）沼液预处理还包括：在经过调节池后的沼液中均匀加入0.5%的除色剂。
所述除色剂的制备方法为：
A、将步骤S4和S5中广口瓶中剩余的液体、以及S6中冲洗后的无菌水收集起来，得混合液，在混合液中加入海藻酸钠，混合均匀；
B、将水玻璃与0.8倍量的水混合成粘稠液，置于1℃备用；
C、将步骤A得到的产物放入-8℃的冷冻箱中冷冻1h，取出冰冻物在恒温和800r/min的粉碎机中粉碎，过16目筛；
D、将步骤C得到产物迅速放入步骤B中的粘稠液中，搅拌均匀，过滤掉多余粘稠液后，将固体物置于-5℃的冷冻箱中冷冻2h，即得成品。
所述混合液、海藻酸钠的质量比为1：0.05。
实施例5
本实施例为实施例2、3、4的结合。
实施例6
本实施例提供了一种基于菌藻共生的沼液净化方法，包括以下步骤：
（1）沼液预处理
将待处理的沼液导入深度厌氧发酵罐进行发酵，然后导入一级表面接触氧化池、二级表面接触氧化池进行水质净化，再进入沉淀池去除沼液中存在的悬浮物质，悬浮物质形成污泥回流至一级表面接触氧化池中继续参与水质净化，其上清液进入调节池，调节沼液PH为6、稀释度为20；
（2）沼液净化
将预处理后的沼液导入沼液处理装置中，然后按照0.03g/L的用量加入次氯酸进行杀菌，再均匀投入菌藻共生体，吸收沼液中有害物质和元素，进行沼液净化，净化时间为10天；
（3）回收和排放
将净化后的沼液导入絮状沉淀池，其上清液回流至沉淀池再次参与上述过程，直至沼液达到排放标准后，即可排放；其絮状沉淀物进入菌藻浆储池中，进行菌藻蛋白的回收，回收的菌藻蛋白供给畜禽养殖场。
所述菌藻共生体的制备方法为：
S1、在无菌条件下，将小球藻按30%的接种量接种到装有BG11培养基的三角瓶中，然后放入光反应器中培养15天，培养温度为27℃，光照强度为2200Lx，得小球藻藻液；
S2、在无菌条件下，将钠豆芽孢杆菌、沼泽红假单胞菌、硝化细菌接种到装有LB培养基的三角瓶中，然后放入210 rpm的摇床培养12天，培养温度为28℃，得混合菌液；
S3、将丝瓜瓤按照φ3mm*15mm的规格切成段，然后洗净灭菌，并按照1：2的长度比划分为A部和B部，即得预处理好的丝瓜瓤载体；
S4、取小球藻藻液放入广口瓶中，将丝瓜瓤载体的A部浸入小球藻藻液中，然后将广口瓶放入转速为190rpm的摇床培养18天，培养温度为28℃，光照强度为2700Lx，并用空气泵通气，使得小球藻扩培并固定在在丝瓜瓤载体的A部；
S5、取混合菌液放入广口瓶中，将丝瓜瓤载体的B部浸入混合菌液中，然后将广口瓶放入转速为190rpm的摇床培养12天，培养温度为29℃，使得混合菌扩培并固定在在丝瓜瓤载体的B部；
S6、将步骤S5得到的丝瓜瓤载体用无菌水冲洗后，即得菌藻共生体。
所述菌藻共生体与沼液的质量比为3：1000，所述小球藻与混合菌的质量比为9：1，所述钠豆芽孢杆菌、沼泽红假单胞菌、硝化细菌的质量比为1：2.2：0.7。
所述丝瓜瓤划分成A端和B端的具体方法为：往丝瓜瓤的划分处内部塞入0.8cm的抑菌剂，并在丝瓜瓤外表面对应抑菌剂的位置粘结上黑膜，所述抑菌剂包括质量比为1：0.6的迷迭香和薰衣草。
所述沼液预处理还包括：在经过调节池后的沼液中均匀加入0.8%的除色剂。
所述除色剂的制备方法为：
A、将步骤S4和S5中广口瓶中剩余的液体、以及S6中冲洗后的无菌水收集起来，得混合液，在混合液中加入海藻酸钠，混合均匀；
B、将水玻璃与1.5倍量的水混合成粘稠液，置于1.5℃备用；
C、将步骤A得到的产物放入-11℃的冷冻箱中冷冻2h，取出冰冻物在恒温和900r/min的粉碎机中粉碎，过18目筛；
D、将步骤C得到产物迅速放入步骤B中的粘稠液中，搅拌均匀，过滤掉多余粘稠液后，将固体物置于-8℃的冷冻箱中冷冻3h，即得成品。
所述混合液、海藻酸钠的质量比为1：0.08。
其余与实施例5相同。
实施例7
本实施例提供了一种基于菌藻共生的沼液净化方法，包括以下步骤：
（1）沼液预处理
将待处理的沼液导入深度厌氧发酵罐进行发酵，然后导入一级表面接触氧化池、二级表面接触氧化池进行水质净化，再进入沉淀池去除沼液中存在的悬浮物质，悬浮物质形成污泥回流至一级表面接触氧化池中继续参与水质净化，其上清液进入调节池，调节沼液PH为7、稀释度为30；
（2）沼液净化
将预处理后的沼液导入沼液处理装置中，然后按照0.04g/L的用量加入次氯酸进行杀菌，再均匀投入菌藻共生体，吸收沼液中有害物质和元素，进行沼液净化，净化时间为12天；
（3）回收和排放
将净化后的沼液导入絮状沉淀池，其上清液回流至沉淀池再次参与上述过程，直至沼液达到排放标准后，即可排放；其絮状沉淀物进入菌藻浆储池中，进行菌藻蛋白的回收，回收的菌藻蛋白供给畜禽养殖场。
所述菌藻共生体的制备方法为：
S1、在无菌条件下，将小球藻按40%的接种量接种到装有BG11培养基的三角瓶中，然后放入光反应器中培养20天，培养温度为28℃，光照强度为2500Lx，得小球藻藻液；
S2、在无菌条件下，将钠豆芽孢杆菌、沼泽红假单胞菌、硝化细菌接种到装有LB培养基的三角瓶中，然后放入220 rpm的摇床培养15天，培养温度为29℃，得混合菌液；
S3、将丝瓜瓤按照φ5mm*20mm的规格切成段，然后洗净灭菌，并按照1：3的长度比划分为A部和B部，即得预处理好的丝瓜瓤载体；
S4、取小球藻藻液放入广口瓶中，将丝瓜瓤载体的A部浸入小球藻藻液中，然后将广口瓶放入转速为200rpm的摇床培养20天，培养温度为29℃，光照强度为3000Lx，并用空气泵通气，使得小球藻扩培并固定在在丝瓜瓤载体的A部；
S5、取混合菌液放入广口瓶中，将丝瓜瓤载体的B部浸入混合菌液中，然后将广口瓶放入转速为200rpm的摇床培养15天，培养温度为30℃，使得混合菌扩培并固定在在丝瓜瓤载体的B部；
S6、将步骤S5得到的丝瓜瓤载体用无菌水冲洗后，即得菌藻共生体。
所述菌藻共生体与沼液的质量比为5：1000，所述小球藻与混合菌的质量比为10：1，所述钠豆芽孢杆菌、沼泽红假单胞菌、硝化细菌的质量比为1：3：0.8。
所述丝瓜瓤划分成A端和B端的具体方法为：往丝瓜瓤的划分处内部塞入1cm的抑菌剂，并在丝瓜瓤外表面对应抑菌剂的位置粘结上黑膜，所述抑菌剂包括质量比为1：0.7的迷迭香和薰衣草。
所述沼液预处理还包括：在经过调节池后的沼液中均匀加入1%的除色剂。
所述除色剂的制备方法为：
A、将步骤S4和S5中广口瓶中剩余的液体、以及S6中冲洗后的无菌水收集起来，得混合液，在混合液中加入海藻酸钠，混合均匀；
B、将水玻璃与2倍量的水混合成粘稠液，置于2℃备用；
C、将步骤A得到的产物放入-15℃的冷冻箱中冷冻3h，取出冰冻物在恒温和1000r/min的粉碎机中粉碎，过20目筛；
D、将步骤C得到产物迅速放入步骤B中的粘稠液中，搅拌均匀，过滤掉多余粘稠液后，将固体物置于-10℃的冷冻箱中冷冻4h，即得成品。
所述混合液、海藻酸钠的质量比为1：0.1。
其余与实施例5相同。
对比例1
本对比例与实施例6的不同之处在于，将步骤（2）沼液净化改为：将预处理后的沼液导入沼液处理装置中，然后按照0.03g/L的用量加入次氯酸进行杀菌，再分别投入小球藻藻液和混合菌液，吸收沼液中有害物质和元素，进行沼液净化，净化时间为10天。其中小球藻按照步骤S1方法培养，混合菌液按照步骤S2方法培养。
对比例2
本对比例与实施例6的不同之处在于，菌藻共生体的制备方法步骤S3删除，S4-S6改为：将小球藻藻液和混合菌液放入BG11培养基和LB培养基的混合培养基中培养30天，即得菌藻共生体。
对比例3
本对比例与实施例6的不同之处在于，菌藻共生体的制备方法步骤S3中丝瓜瓤改成晒干的南瓜瓤。
对比例4
本对比例与实施例6的不同之处在于，菌藻共生体的制备方法步骤S3中丝瓜瓤改成晒干的冬瓜瓤。
对比例5
本对比例与实施例6的不同之处在于，菌藻共生体的制备方法步骤S3中丝瓜瓤改成晒干的苦瓜瓤。
对比例6
本对比例与实施例6的不同之处在于，菌藻共生体的制备方法步骤S3改为：将丝瓜瓤洗净灭菌，并按照1：2的长度比划分为A部和B部，即得预处理好的丝瓜瓤载体。
对比例7
本对比例与实施例6的不同之处在于，丝瓜瓤不分成A部和B部，此时菌藻共生体的制备方法步骤S3改为：将丝瓜瓤按照φ3mm*15mm的规格切成段，然后洗净灭菌，即得预处理好的丝瓜瓤载体；步骤S4和S5中的丝瓜瓤载体的A部/B部均改为丝瓜瓤载体。
对比例8
本对比例与实施例6的不同之处在于，菌藻共生体的制备方法步骤S2中，混合菌包括钠豆芽孢杆菌和沼泽红假单胞菌。
对比例9
本对比例与实施例6的不同之处在于，菌藻共生体的制备方法步骤S2中，混合菌包括沼泽红假单胞菌和硝化细菌。
对比例10
本对比例与实施例6的不同之处在于，菌藻共生体的制备方法步骤S2中，混合菌包括钠豆芽孢杆菌和硝化细菌。
对比例11
本对比例与实施例6的不同之处在于，菌藻共生体的制备方法步骤S3中，丝瓜瓤的A部和B部划分的长度比为1:0.8。
对比例12
本对比例与实施例6的不同之处在于，菌藻共生体的制备方法步骤S3中，丝瓜瓤的A部和B部划分的长度比为1:3.2。
对比例13
本对比例与实施例6的不同之处在于，菌藻共生体与沼液的质量比为0.8：1000。
对比例14
本对比例与实施例6的不同之处在于，菌藻共生体与沼液的质量比为5.2：1000。
对比例15
本对比例与实施例6的不同之处在于，菌藻共生体的制备方法中，小球藻与混合菌的质量比为7：1。
对比例16
本对比例与实施例6的不同之处在于，菌藻共生体的制备方法中，小球藻与混合菌的质量比为11：1。
对比例17
本对比例与实施例6的不同之处在于，丝瓜瓤划分成A端和B端的具体方法为：往丝瓜瓤的划分处内部塞入0.8cm的抑菌剂。
对比例18
本对比例与实施例6的不同之处在于，丝瓜瓤划分成A端和B端的具体方法为：在丝瓜瓤外表面划分处粘结上黑膜。
对比例19
本对比例与实施例6的不同之处在于，丝瓜瓤划分成A端和B端的具体方法为：直接用密封胶划分。
对比例20
本对比例与实施例7的不同之处在于，除色剂为活性炭。
对比例21
本对比例与实施例7的不同之处在于，除色剂为次氯酸钠。
对比例22
本对比例与实施例7的不同之处在于，除色剂为酱油曲霉。
对比例23
本对比例与实施例6的不同之处在于，除色剂为木霉菌。
对比例24
本对比例与实施例6的不同之处在于，除色剂的制备方法步骤A中不加海藻酸钠。
对比例25
本对比例与实施例7的不同之处在于，除色剂的制备方法步骤B中不加水玻璃。
对比例26
本对比例与实施例7的不同之处在于，除色剂的制备方法步骤B为：将水玻璃与2倍量的水混合成粘稠液，置于常温备用。
对比例27
本对比例与实施例7的不同之处在于，除色剂的制备方法步骤C、D改为：将步骤A得到的产物，放入步骤B中的粘稠液中，搅拌均匀，过滤掉多余粘稠液后，将固体物置于-10℃的冷冻箱中冷冻4h，即得成品。
对比例28
本对比例与实施例6的不同之处在于，除色剂的制备方法步骤D改为：将步骤C得到产物迅速放入步骤B中的粘稠液中，搅拌均匀，过滤掉多余粘稠液后，即得成品。
一、本发明的沼液净化效果
按照实施例1-7和对比例1-28中的沼液净化方法进行沼液处理，并测定其处理前和处理后的沼液中污染物浓度，计算各污染物去除率，结果如下表1：
Figure DEST_PATH_IMAGE001
Figure 53596DEST_PATH_IMAGE002
通过表1结果可知，与对比例1-28相比，采用本发明实施例5-7的沼液净化方法，可以明显提高总磷、总氮、氨氮、COD的去除率，并降低沼液排出时总磷、总氮、氨氮、COD的浓度，且均达到了畜禽养殖业排放标准，还达到了城镇排放二级以上标准。
通过实施例1-4与实施例5-7对比，可知本发明在分别增设沼液处理装置、菌藻共生体制备特殊工艺以及沼液预处理时的除色处理后，均使得沼液中污染物去除率提高，沼液排放时的污染物浓度明显降低。
二、本发明的沼液除色效果
按照实施例1-7和对比例21-28中的沼液净化方法进行沼液处理，并测定其沼液色度去除率以及沼液预处理后、排放时的色度，结果如下表2：
Figure DEST_PATH_IMAGE003
通过表2结果可知，与对比例20-28相比，本发明采用实施例5-7提供的沼液净化方法，可以明显提高沼液色度去除率，降低沼液排放时的色度，且均达到了城镇二级排放标准。对比例20-28中改变了除色剂的制备方法，使得除色效果受影响，从而使得预处理后的沼液色度明显高于实施例5-7，由于小球藻的生长受色度影响较大，因此影响了对比例20-28中的菌藻共生体的生长，降低了其生物活性，从而降低了沼液色度去除率。
通过实施例4与实施例1-3进行对比可知，实施例4在沼液预处理时加入本发明制备的除色剂进行除色处理后，使得预处理后的沼液色度明显下降，进一步提高了沼液的色度去除率，最终使得沼液排放时色度达到城镇二级标准以上，而实施例1-3均在城镇二级标准以下。
本发明的有益效果在于：本发明提供了一种基于菌藻共生的沼液净化方法，通过传统污水处理与菌藻培养相结合的沼液处理装置，以及特有的菌藻共生体的培养，能够快速提高总磷、总氮、氨氮、COD、色度的去除率。
最后应说明的是，以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种基于菌藻共生的沼液净化方法，其特征在于：所述沼液净化方法包括以下步骤：
（1）沼液预处理
将待处理的沼液导入深度厌氧发酵罐进行发酵，然后导入一级表面接触氧化池、二级表面接触氧化池进行水质净化，再进入沉淀池去除沼液中存在的悬浮物质，悬浮物质形成污泥回流至一级表面接触氧化池中继续参与水质净化，其上清液进入调节池，调节沼液PH为5-7、稀释度为15-30；
（2）沼液净化
将预处理后的沼液导入沼液处理装置中，然后按照0.02-0.04g/L的用量加入次氯酸进行杀菌，再均匀投入菌藻共生体，吸收沼液中有害物质和元素，进行沼液净化，净化时间为8-12天；
（3）回收和排放
将净化后的沼液导入絮状沉淀池，其上清液回流至沉淀池再次参与上述过程，直至沼液达到排放标准后，即可排放；其絮状沉淀物进入菌藻浆储池中，进行菌藻蛋白的回收，回收的菌藻蛋白供给畜禽养殖场。
2.根据权利要求1所述的基于菌藻共生的沼液净化方法，其特征在于：所述菌藻共生体的制备方法为：
S1、在无菌条件下，将小球藻按20-40%的接种量接种到装有BG11培养基的三角瓶中，然后放入光反应器中培养10-20天，培养温度为26-28℃，光照强度为2000-2500Lx，得小球藻藻液；
S2、在无菌条件下，将钠豆芽孢杆菌、沼泽红假单胞菌、硝化细菌接种到装有LB培养基的三角瓶中，然后放入200-220 rpm的摇床培养10-15天，培养温度为27-29℃，得混合菌液；
S3、将丝瓜瓤按照φ（1-5)mm*（10-20）mm的规格切成段，然后洗净灭菌，并按照1：（1-3）的长度比划分为A部和B部，即得预处理好的丝瓜瓤载体；
S4、取小球藻藻液放入广口瓶中，将丝瓜瓤载体的A部浸入小球藻藻液中，然后将广口瓶放入转速为180-200rpm的摇床培养15-20天，培养温度为27-29℃，光照强度为2500-3000Lx，并用空气泵通气，使得小球藻扩培并固定在在丝瓜瓤载体的A部；
S5、取混合菌液放入广口瓶中，将丝瓜瓤载体的B部浸入混合菌液中，然后将广口瓶放入转速为180-200rpm的摇床培养10-15天，培养温度为28-30℃，使得混合菌扩培并固定在在丝瓜瓤载体的B部；
S6、将步骤S5得到的丝瓜瓤载体用无菌水冲洗后，即得菌藻共生体。
3.根据权利要求2所述的基于菌藻共生的沼液净化方法，其特征在于：所述菌藻共生体与沼液的质量比为（1-5）：1000，所述小球藻与混合菌的质量比为（8-10）：1，所述钠豆芽孢杆菌、沼泽红假单胞菌、硝化细菌的质量比为1：（1.5-3）：（0.6-0.8）。
4.根据权利要求2所述的基于菌藻共生的沼液净化方法，其特征在于：所述丝瓜瓤划分成A端和B端的具体方法为：往丝瓜瓤的划分处内部塞入0.5-1cm的抑菌剂，并在丝瓜瓤外表面对应抑菌剂的位置粘结上黑膜，所述抑菌剂包括质量比为1：（0.5-0.7）的迷迭香和薰衣草。
5.根据权利要求1所述的基于菌藻共生的沼液净化方法，其特征在于：所述沼液预处理还包括：在经过调节池后的沼液中均匀加入0.5-1%的除色剂。
6.根据权利要求1-5任一所述的基于菌藻共生的沼液净化方法，其特征在于：所述除色剂的制备方法为：
A、将步骤S4和S5中广口瓶中剩余的液体、以及S6中冲洗后的无菌水收集起来，得混合液，在混合液中加入海藻酸钠，混合均匀；
B、将水玻璃与0.8-2倍量的水混合成粘稠液，置于1-2℃备用；
C、将步骤A得到的产物放入-（8-15）℃的冷冻箱中冷冻1-3h，取出冰冻物在恒温和800-1000r/min的粉碎机中粉碎，过16-20目筛；
D、将步骤C得到产物迅速放入步骤B中的粘稠液中，搅拌均匀，过滤掉多余粘稠液后，将固体物置于-（5-10）℃的冷冻箱中冷冻2-4h，即得成品。
7.根据权利要求6所述的基于菌藻共生的沼液净化方法，其特征在于：所述混合液、海藻酸钠的质量比为1：（0.05-0.1）。
8.根据权利要求1所述的基于菌藻共生的沼液净化方法，其特征在于：步骤（2）中所述沼液处理装置包括循环罐、循环水泵和培养管道，所述循环罐上设置有两个进水管和一个出水管，分别是第一进水管、第二进水管和出水管，所述出水管上设置有抽水泵，所述培养管道由若干首尾相连的管式光生物反应器组成，所述培养管道上方还设置有开口方向向上的第三进水管；循环罐的内部设置有叶轮装置，所述叶轮装置包括叶轮固定座，叶轮支座、弹簧和叶轮，所述叶轮固定座固定安装在在循环罐底部，所述叶轮固定座下部为圆柱体，上部为带开孔的长方体凸起，所述叶轮支座下部为带开孔的长方形凸起，上部为圆柱体，所述叶轮支座通过销轴与扭簧铰接在叶轮固定座开孔处，所述叶轮通过固定安装在叶轮支座的圆柱体上部，所述叶轮的叶面上设置有尼龙勾层，所述尼龙勾层为尼龙材质长勾，所述弹簧设置在叶轮固定座的上表面和叶轮支座下部的长方形凸起上，所述管道上设置有阀门，具体包括五个阀门，分别为第一阀门、第二阀门、第三阀门、第四阀门和第五阀门，所述第一阀门设置在第一进水管上即循环罐与培养管道的连接处，所述第二阀门设置在出水管上，所述第三阀门设置在循环罐和循环水泵的连接管道上，所述第四阀门设置在第三进水管，第五阀门设置在第二进水管上。
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