申请日2017.12.26
公开(公告)日2018.03.20
IPC分类号C02F3/34; C12N1/12; C12N1/00; C12R1/89; C02F101/10; C02F101/16; C02F101/30; C02F101/20; C02F103/20
摘要
本发明公开了一种用于污水处理的菌藻复合剂及其制备方法，用于污水处理的菌藻复合剂的原料按重量份包括：微藻采收物5‑8份、复合菌液11‑14份，活性炭1‑1.5份;制备方法包括：将活性炭加入到复合菌液中，搅拌1.5‑2小时，得到混合物A;将微藻采收物加入到混合物A中，搅拌均匀得到用于污水处理的菌藻复合剂。本发明提供的用于污水处理的菌藻复合剂能够在养殖污水中构建菌藻共生系统，有效去除养殖污水中的氮、磷污染物，降低COD值，本发明提供的菌藻复合剂的制备方法操作简单，能耗低，适合工业应用。
权利要求书
1.一种用于污水处理的菌藻复合剂，其特征在于，其原料按重量份包括：微藻采收物5-8份、复合菌液11-14份，活性炭1-1.5份。
2.根据权利要求1所述的一种用于污水处理的菌藻复合剂，其特征在于，其原料按重量份包括：微藻采收物6.4份、复合菌液12.7份，活性炭1.2份。
3.根据权利要求1所述的一种用于污水处理的菌藻复合剂，其特征在于，所述微藻采收物的制备方法包括以下步骤：
S1、在无菌操作条件下，将普通小球藻以1×106个/mL-1×107个/mL的接种量接种到培养基中，在温度为25-27℃，转速为110-130转/分钟条件下，光照黑暗循环交替培养60-75小时，得到微藻培养液;
S2、将S1中得到的微藻培养液的pH值调整为5.1-5.4，加入微藻培养液重量的1.5%-1.7%的柠檬酸钠，搅拌20-30分钟，加入微藻培养液重量的3.8%-4.3%的氯化钙，搅拌40-50分钟，以2000-2200转/分钟的转数离心分离，得到微藻采收物。
4.根据权利要求3所述的一种用于污水处理的菌藻复合剂，其特征在于，所述微藻采收物的制备方法S1中培养基的原料按照重量份包括：1-2份葡萄糖、4-6份淀粉糖、0.01-0.03份硫酸锌、0.1-0.3份硫酸镁、0.15-0.3份硫酸铵、0.2-0.4份磷酸二氢钾、0.1-0.3份硝酸钠、9-12份氯化钠和240-260份去离子水。
5.根据权利要求3所述的一种用于污水处理的菌藻复合剂，其特征在于，所述微藻采收物的制备方法S1光照黑暗循环交替培养中，在光照环境下培养的时间为8-10小时，在黑暗环境下培养的时间为11-13小时，光照环境、黑暗环境循环交替进行。
6.根据权利要求5所述的一种用于污水处理的菌藻复合剂，其特征在于，所述微藻采收物的制备方法S1光照黑暗循环交替培养中，光照环境的光照强度为3500-3800Lux。
7.根据权利要求1所述的一种用于污水处理的菌藻复合剂，其特征在于，所述复合菌液采用如下方法制备：将餐厨废弃物与甜菜糖蜜、水混合后，在25-30℃发酵15-20天，过滤得到的液体即为复合菌液。
8.根据权利要求7所述的一种用于污水处理的菌藻复合剂，其特征在于，所述复合菌液制备方法中，餐厨废弃物、甜菜糖蜜、水的重量比为1:0.2-0.3:5-6。
9.一种用于污水处理的菌藻复合剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、将活性炭加入到复合菌液中，搅拌1.5-2小时，得到混合物A;
步骤二、将微藻采收物加入到步骤一制备的混合物A中，搅拌均匀得到用于污水处理的菌藻复合剂。
说明书
一种用于污水处理的菌藻复合剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及养殖污水处理领域，尤其涉及一种用于污水处理的菌藻复合剂及其制备方法。
背景技术
随着我国畜禽养殖业的规模化发展，每年会产生近十亿吨的畜禽养殖粪污，对有限的水资源造成了严重威胁。
目前，养殖污水的处理方式主要有两种：一是采用沼气池厌氧发酵进行处理，但产生的数量巨大的沼液中仍然含有高浓度的氮磷等营养盐，随着农村城镇化进程的推进，消纳沼液的耕地日渐不足，产生的沼液直接排放到水体中，将会导致自然水体严重富营养化;二是生物法去除，生物处理是利用细菌、真菌等微生物对污水中的污染物进行降解和/或同化吸收，实现污水的净化，但由于养殖污水在经过厌氧处理后一般可利用的碳源过低，无法满足异养功能菌的需求，因此对硝酸盐和磷酸盐的处理效果差，需要物理过滤与化学吸附等多种方式结合使用，这不仅增加了处理成本，也增加了潜在的二次污染风险。
微藻处理法是目前新兴的污水处理方式，畜禽养殖污水中含有的丰富的氮、磷等营养物质可为微藻提供营养，利用微藻处理污水同时可与微藻的大规模生产相藕联，实现资源的循环利用。
随着微藻净水效果及藻类和微生物在水体中相互作用研究的深入，菌藻共生系统在畜禽养殖污水上的应用得到了普遍关注。菌藻共生系统是将藻类对污水中氮磷营养物和有机物的摄取去除功效与微生物强大的污染物降解能力有效结合起来的一种互利共生系统。因此，本发明提出了一种用于污水处理的菌藻复合剂，将该菌藻复合剂投入养殖污水中，即可构建用于处理养殖污水的菌藻共生系统。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种用于污水处理的菌藻复合剂及其制备方法，本发明提供的用于污水处理的菌藻复合剂能够在养殖污水中构建菌藻共生系统，有效去除养殖污水中的氮、磷污染物，降低COD值，本发明提供的菌藻复合剂的制备方法操作简单，能耗低，适合工业应用。
本发明提供了一种用于污水处理的菌藻复合剂，其原料按重量份包括：微藻采收物5-8份、复合菌液11-14份，活性炭1-1.5份。
优选地，其原料按重量份包括：微藻采收物6.4份、复合菌液12.7份，活性炭1.2份。
优选地，微藻采收物的制备方法包括以下步骤：
S1、在无菌操作条件下，将普通小球藻以1×106个/mL-1×107个/mL的接种量接种到培养基中，在温度为25-27℃，转速为110-130转/分钟条件下，光照黑暗循环交替培养60-75小时，得到微藻培养液;
S2、将S1中得到的微藻培养液的pH值调整为5.1-5.4，加入微藻培养液重量的1.5%-1.7%的柠檬酸钠，搅拌20-30分钟，加入微藻培养液重量的3.8%-4.3%的氯化钙，搅拌40-50分钟，以2000-2200转/分钟的转数离心分离，得到微藻采收物。
优选地，微藻采收物的制备方法S1中培养基的原料按照重量份包括：1-2份葡萄糖、4-6份淀粉糖、0.01-0.03份硫酸锌、0.1-0.3份硫酸镁、0.15-0.3份硫酸铵、0.2-0.4份磷酸二氢钾、0.1-0.3份硝酸钠、9-12份氯化钠和240-260份去离子水。
优选地，微藻采收物的制备方法S1光照黑暗循环交替培养中，在光照环境下培养的时间为8-10小时，在黑暗环境下培养的时间为11-13小时，光照环境、黑暗环境循环交替进行。
优选地，微藻采收物的制备方法S1光照黑暗循环交替培养中，光照环境的光照强度为3500-3800Lux。
优选地，复合菌液采用如下方法制备：将餐厨废弃物与甜菜糖蜜、水混合后，在25-30℃发酵15-20天，过滤得到的液体即为复合菌液。
优选地，复合菌液制备方法中，餐厨废弃物、甜菜糖蜜、水的重量比为1:0.2-0.3:5-6。
本发明还提供了该种用于污水处理的菌藻复合剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、将活性炭加入到复合菌液中，搅拌1.5-2小时，得到混合物A;
步骤二、将微藻采收物加入到步骤一制备的混合物A中，搅拌均匀得到用于污水处理的菌藻复合剂。
本发明提供的用于污水处理的菌藻复合剂能够在养殖污水中构建菌藻共生系统，该菌藻共生系统以藻类的同化吸收为主体，辅以微生物对有机物降解，有效去除养殖污水中的氮、磷污染物，降低COD值，能适应于各种复杂的生长环境，具有广阔的应用前景。本发明提供的菌藻复合剂的制备方法操作简单，能耗低，适合工业应用。
本发明提供的菌藻复合剂中的微藻利用其在生长过程中对养殖污水中有机质、氮、磷等营养物质吸收，合成自身细胞骨架来净化畜禽养殖污水，并且能够去除重金属和难降解有机物。
本发明中微藻采收物的制备方法主要包括普通小球藻的培养和采收两个部分。普通小球藻的培养采用光照黑暗循环交替培养法，并优选了光照环境、黑暗环境培养时间，在光照黑暗循环交替培养60-75小时后，结束培养。本发明技术人员发现在培养60-75小时时间段内结束培养获得的普通小球藻在进入畜禽养殖污水后，其生长的速度优于在其他时间段内结束培养获得的普通小球藻。普通小球藻的采收通过调节微藻培养液pH值，加入柠檬酸钠、氯化钙的方式使小球藻絮凝进而从液体中分离出来，该方法操作简单，能耗低，适合工业应用。采用该方法得到的普通小球藻在投入污水后具有微藻生长迅速、氮磷吸收量大，污染物清除效率高等优点。
本发明采用餐厨废弃物、甜菜糖蜜制备复合菌液，开发出餐厨废弃物、甜菜糖蜜一种新的利用途径。复合菌液中含有乳酸菌、酵母菌等菌种以及它们的发酵产物，能够分解或吸收养殖污水中的有机质等污染物。
本发明在菌藻复合剂中使用活性炭用于吸附细菌和微藻细胞，使细菌和微藻细胞在污水中处于相对稳定的状态，减少微生物的流失。将活性炭先与复合菌体混合，吸附复合菌液中的细菌，再加入微藻采收物，微藻细胞替换部分细菌在活性炭中的位置，菌藻共生系统处于相对平衡的状态。