[發(fā)明專利]利用畜禽糞便初級(jí)廢水生產(chǎn)微藻的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210184137.8
• 申請(qǐng)日: 2012-06-06
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102732425A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-10-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王海英;牟曉慶;熊海容;朱靜靜;王溢
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中南民族大學(xué)
• 主分類號(hào): C12N1/12
• 分類號(hào): C12N1/12;C12R1/89
• 代理公司: 北京匯澤知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11228
• 代理人: 張瑾

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種利用畜禽糞便初級(jí)廢水生產(chǎn)微藻的方法。

背景技術(shù)

當(dāng)前世界能源體系正面臨著向低碳、高效、環(huán)保的能源供應(yīng)體系的迅速轉(zhuǎn)變。但是原料短缺嚴(yán)重制約其規(guī)模化和產(chǎn)業(yè)化，原料已成為決定生物柴油價(jià)格的主要因素。對(duì)于保障我國(guó)未來(lái)生物柴油發(fā)展有著重要的意義，使用微藻資源作為生物柴油的油源對(duì)象成為目前生物柴油領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。

微藻是一類以淡水水域?yàn)樯L(zhǎng)繁殖迅速，生物量大，能利用光能自養(yǎng)，可持續(xù)供應(yīng)生物質(zhì)資源，利用畜禽廢水養(yǎng)殖微藻是實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)低成本工業(yè)化生產(chǎn)和廢水排放資源化的極好橋梁。其優(yōu)勢(shì)在于：①微藻具有高的光合作用能力，可有效地利用太陽(yáng)能固定CO₂，將無(wú)機(jī)物轉(zhuǎn)化為氫、高不飽和烷烴、油脂等能源物質(zhì)。②微藻的含油量較高，單位生產(chǎn)面積生產(chǎn)的油脂普遍高于油料作物；③在畜禽廢水中養(yǎng)殖微藻可以有效降低成本；畜禽廢水養(yǎng)殖微藻的再生能源技術(shù)具有環(huán)保經(jīng)濟(jì)、符合自然界循環(huán)的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。

現(xiàn)階段微藻的培養(yǎng)主要在合成培養(yǎng)基中，以二氧化碳為碳源，在光照和混合攪拌的條件下；成本較高；微藻傳統(tǒng)上可用于二級(jí)廢水的深度凈化，采用經(jīng)過(guò)厭氧處理的畜禽和生活廢水的二級(jí)廢水進(jìn)行微藻養(yǎng)殖，以克服較高的有機(jī)質(zhì)含量，復(fù)雜菌群和水濁度對(duì)微藻生長(zhǎng)的抑制。本領(lǐng)域中，畜禽糞便初級(jí)廢水是指畜禽飼養(yǎng)場(chǎng)的畜禽糞便靜置沉淀后得到的廢水，二級(jí)廢水是指初級(jí)廢水進(jìn)行厭氧處理后的廢水。由于厭氧消化需要很大的反應(yīng)體積和投資，國(guó)內(nèi)一些中小型畜禽飼養(yǎng)場(chǎng)并不具備厭氧處理裝置，因而需要發(fā)展有效、簡(jiǎn)單而又能夠利用豬場(chǎng)初級(jí)廢水養(yǎng)殖微藻的方法，實(shí)現(xiàn)微藻在畜禽糞便初級(jí)廢水中利用豐富的有機(jī)質(zhì)，轉(zhuǎn)化為生物量并積累油脂的資源化。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種利用畜禽糞便初級(jí)廢水生產(chǎn)微藻的方法，包括如下步驟：

1）廢水處理：對(duì)畜禽糞便初級(jí)廢水進(jìn)行絮凝處理，取上清液，加水稀釋至COD為1000mg/L以下，通入臭氧曝氣滅菌，然后靜置；

2）微藻培養(yǎng)：將藻種接種到步驟1）所得液體中，進(jìn)行光照培養(yǎng)，培養(yǎng)過(guò)程中通入空氣，并通入CO₂以維持液體pH值在5~7。

作為優(yōu)選技術(shù)方案，上述的利用畜禽糞便初級(jí)廢水生產(chǎn)微藻的方法，步驟1）中通入臭氧曝氣滅菌，使液體中的臭氧濃度達(dá)到2.8?mg/L以上，然后靜置至液體中的臭氧濃度降至0.1mg/L以下。

作為優(yōu)選技術(shù)方案，上述的利用畜禽糞便初級(jí)廢水生產(chǎn)微藻的方法，步驟1）以殼聚糖為絮凝劑、以海藻酸鈉為助凝劑對(duì)畜禽糞便初級(jí)廢水進(jìn)行絮凝處理。優(yōu)選地，殼聚糖和海藻酸鈉分別以5~10g/L的比例加入畜禽糞便初級(jí)廢水進(jìn)行絮凝處理。

作為優(yōu)選技術(shù)方案，上述的利用畜禽糞便初級(jí)廢水生產(chǎn)微藻的方法，步驟1）對(duì)畜禽糞便初級(jí)廢水進(jìn)行絮凝處理，取上清液，加水稀釋至COD為500~1000mg/L。

作為優(yōu)選技術(shù)方案，上述的利用畜禽糞便初級(jí)廢水生產(chǎn)微藻的方法，步驟2）將培養(yǎng)至對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的微藻以5~20%的接種量接種到步驟1）所得液體中。

作為優(yōu)選技術(shù)方案，上述的利用畜禽糞便初級(jí)廢水生產(chǎn)微藻的方法，步驟2）微藻培養(yǎng)的溫度為25℃~35℃。

作為優(yōu)選技術(shù)方案，上述的利用畜禽糞便初級(jí)廢水生產(chǎn)微藻的方法，步驟2）光照培養(yǎng)的光照強(qiáng)度為2000?lux~4000?lux。

作為優(yōu)選技術(shù)方案，上述的利用畜禽糞便初級(jí)廢水生產(chǎn)微藻的方法，步驟2）微藻培養(yǎng)的培養(yǎng)時(shí)間為10~15天。

作為優(yōu)選技術(shù)方案，上述的利用畜禽糞便初級(jí)廢水生產(chǎn)微藻的方法，步驟2）將藻種接種到步驟1）所得液體中，進(jìn)行光照培養(yǎng)，培養(yǎng)過(guò)程中連續(xù)不斷通入空氣，間歇通入二氧化碳，二氧化碳的通入由pH控制器控制，pH升高時(shí)通入二氧化碳維持pH值5~7的恒定培養(yǎng)。

本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明利用畜禽糞便初級(jí)廢水生產(chǎn)微藻的方法，繞過(guò)初級(jí)畜禽糞便廢水的厭氧消化。由于投資巨大和水處理的停留時(shí)間過(guò)高，使得很多中小型畜禽飼養(yǎng)場(chǎng)沒(méi)有畜禽糞便初級(jí)廢水的厭氧處理設(shè)備，而本發(fā)明的初級(jí)畜禽糞便廢水的預(yù)處理方法，可以在不具備廢水厭氧消化的情況下，用初級(jí)廢水養(yǎng)殖微藻，臭氧滅菌可以除去廢水中復(fù)雜的菌群，使養(yǎng)殖系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，降低微藻的培養(yǎng)成本，提高了微藻的生物量，有利于實(shí)現(xiàn)微藻的規(guī)模培養(yǎng)和畜禽糞便廢水的資源化。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明具體實(shí)施方式中豬糞初級(jí)廢水絮凝、上清液稀釋后不同COD起始值的液體，臭氧滅菌、曝氣后，在微藻培養(yǎng)過(guò)程中COD變化過(guò)程圖。