[發(fā)明專利]一種耦合繅絲廢水處理的小球藻培養(yǎng)裝置及其培養(yǎng)方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110534760.0
• 申請(qǐng)日: 2021-05-17
• 公開（公告）號(hào): CN113201439A
• 公開（公告）日: 2021-08-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高坤;鄧祥元;薛春葉;錢平康;常曉樂;高正
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江蘇科技大學(xué)
• 主分類號(hào): C12M1/00
• 分類號(hào): C12M1/00;C12M1/12;C12M1/04;C12N1/12;C02F3/32;C12R1/89
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 徐澍

本發(fā)明公開了一種耦合繅絲廢水處理的小球藻培養(yǎng)裝置，包括曝氣系統(tǒng)、容器件、橡皮管，曝氣系統(tǒng)包括依次管道連接的通氣泵、控氣閥、無菌濾器、加濕器，容器件包括容器體以及設(shè)置于容器體內(nèi)并位于其下部的氣體分散器，加濕器通過橡皮管與容器體的底部連通，容器體的頂部設(shè)有取樣口，外周面上設(shè)有通氣口，通氣口和取樣口均有打開和閉合兩種狀態(tài)。并公開了其培養(yǎng)方法。本發(fā)明可明顯促進(jìn)小球藻的生長(zhǎng)，獲得大量的小球藻生物質(zhì)，非常有利于實(shí)現(xiàn)耦合繅絲廢水處理的小球藻產(chǎn)業(yè)化培養(yǎng)。具有操作簡(jiǎn)便、實(shí)用性強(qiáng)等特點(diǎn)，不僅可以節(jié)約大量的水資源和營(yíng)養(yǎng)鹽，還可大大降低微藻規(guī)模化培養(yǎng)的生產(chǎn)成本，有利于大規(guī)模推廣應(yīng)用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及微藻生物技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種耦合繅絲廢水處理的小球藻培養(yǎng)裝置及其培養(yǎng)方法。

背景技術(shù)

自20世紀(jì)40年代末第一個(gè)密閉式微藻培養(yǎng)裝置被報(bào)道以來，在過去的幾十年里，許多不同類型的密閉式微藻培養(yǎng)裝置被發(fā)明和生產(chǎn)用于微藻培養(yǎng)，其中一些已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了大規(guī)模的商業(yè)化生產(chǎn)。到目前為止，人們普遍認(rèn)為密閉式微藻培養(yǎng)裝置的發(fā)展限制了微藻的規(guī)模化培養(yǎng)和商業(yè)化應(yīng)用，因此，密閉式微藻培養(yǎng)裝置的設(shè)計(jì)和工程仍然是藻類培養(yǎng)領(lǐng)域的熱點(diǎn)問題。而由于廢水組成成分比較復(fù)雜，且不同藻類菌株的生長(zhǎng)條件不同，因此微藻培養(yǎng)與廢水處理相結(jié)合的密閉式微藻培養(yǎng)裝置需要重新設(shè)計(jì)和改進(jìn)。

在現(xiàn)有密閉式微藻培養(yǎng)裝置的基礎(chǔ)上，目前已有幾種類型的密閉式微藻培養(yǎng)裝置，用于微藻培養(yǎng)耦合廢水處理。如Tan等設(shè)計(jì)了一種氣升式循環(huán)密閉式微藻培養(yǎng)裝置耦合厭氧消化淀粉廢水培養(yǎng)微藻，并達(dá)到了化學(xué)需氧量去除率為65.99％，總氮去除率為83.06％，總磷去除率為96.97％的效果。Wu等通過設(shè)計(jì)一種特殊的膜組件陣列，開發(fā)了一種高效微藻膜式培養(yǎng)裝置，并報(bào)道了生長(zhǎng)在生物膜中的微藻可實(shí)現(xiàn)豬糞廢水的深度凈化，其化學(xué)需氧量、總氮和總磷的去除率分別為95.67％、69.55％和64.40％，但都存在裝置成本過高的問題。目前，在密閉式微藻培養(yǎng)裝置中培養(yǎng)微藻并耦合廢水處理被認(rèn)為是最有前景的、且經(jīng)濟(jì)可行和環(huán)境友好的方式，是生產(chǎn)藻類生物質(zhì)的途徑之一。因此，應(yīng)設(shè)計(jì)和實(shí)施更多的新型、低成本的密閉式微藻培養(yǎng)裝置，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)微藻培養(yǎng)與廢水處理的耦合。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：針對(duì)上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種耦合繅絲廢水處理的小球藻培養(yǎng)裝置，并提供了其培養(yǎng)方法，大大降低小球藻培養(yǎng)過程中的設(shè)備成本，并實(shí)現(xiàn)繅絲廢水的凈化處理，獲得大量小球藻生物質(zhì)。

技術(shù)方案：一種耦合繅絲廢水處理的小球藻培養(yǎng)裝置，包括曝氣系統(tǒng)、容器件、橡皮管，曝氣系統(tǒng)包括依次管道連接的通氣泵、控氣閥、無菌濾器、加濕器，容器件包括容器體以及設(shè)置于容器體內(nèi)并位于其下部的氣體分散器，加濕器通過橡皮管與容器體的底部連通，容器體的頂部設(shè)有取樣口，外周面上設(shè)有通氣口，通氣口和取樣口均有打開和閉合兩種狀態(tài)。

進(jìn)一步的，容器體為上部為圓柱體下部為圓錐體的桶裝結(jié)構(gòu)，氣體分散器設(shè)置于圓錐體中，其中圓柱體的高H與圓錐體的高h(yuǎn)的比值為2.3～2.5:1，圓柱體與圓錐體的容積比大約為6.5～7.5:1。

最佳的，氣體分散器為芯構(gòu)成的濾膜，氣體分散器與容器體下部為圓錐體構(gòu)成砂芯漏斗結(jié)構(gòu)，圓柱體的半徑R與圓錐體的氣體分散器的半徑r的比值為6.7～7:1。

進(jìn)一步的，通氣泵為電動(dòng)小型通氣泵，通氣量為60～70L/min，控氣閥為可調(diào)節(jié)金屬氧氣調(diào)節(jié)閥。

進(jìn)一步的，無菌濾器直徑為30～33mm，濾徑為0.2～0.22μm。

進(jìn)一步的，通氣口為L(zhǎng)型通氣管，其一端與容器體外周面的上部連通。

通氣口在培養(yǎng)小球藻時(shí)為開起狀態(tài)，其他時(shí)間為閉合狀態(tài)。取樣口為可開合的塑料蓋，多為閉合狀態(tài)，只在采樣時(shí)，其為開啟狀態(tài)。

一種使用上述的耦合繅絲廢水處理的小球藻培養(yǎng)裝置進(jìn)行小球藻培養(yǎng)的培養(yǎng)方法，包括以下步驟：