申请日2017.12.26
公开(公告)日2018.05.11
IPC分类号C02F3/32; C02F101/10; C02F101/16; C02F101/20; C02F101/30; C02F103/20
摘要
本发明公开了一种微藻污水处理剂的制备方法，包括以下步骤：在无菌操作条件下，将小球藻以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;将微藻培养液的pH值调整为4.5‑6，加入柠檬酸钠，搅拌20‑30分钟，加入氯化钙，搅拌40‑50分钟，离心分离，得到微藻污水处理剂。本发明提供的微藻污水处理剂的制备方法操作简单，能耗低，使用该方法制备的微藻污水处理剂对畜禽养殖污水中的氮磷具有良好的净化效果。
权利要求书
1.一种微藻污水处理剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、在无菌操作条件下，将小球藻以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4.5-6，加入柠檬酸钠，搅拌20-30分钟，加入氯化钙，搅拌40-50分钟，离心分离，得到微藻污水处理剂。
2.根据权利要求1所述的一种微藻污水处理剂的制备方法，其特征在于，所述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。
3.根据权利要求1所述的一种微藻污水处理剂的制备方法，其特征在于，所述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。
4.根据权利要求3所述的一种微藻污水处理剂的制备方法，其特征在于，所述S1光照黑暗循环交替培养中，光照环境的光照强度为3500-3800Lux。
5.根据权利要求1所述的一种微藻污水处理剂的制备方法，其特征在于，所述S2中离心分离的转数为2000-2200转/分钟。
6.根据权利要求1所述的一种微藻污水处理剂的制备方法，其特征在于，所述S2中将微藻培养液的pH值调整为5.1-5.4。
7.根据权利要求1所述的一种微藻污水 处理剂的制备方法，其特征在于，所述S2中加入柠檬酸钠的量为微藻培养液重量的1.0%-2.5%。
8.根据权利要求1所述的一种微藻污水处理剂的制备方法，其特征在于，所述S2中加入柠檬酸钠的量为微藻培养液重量的1.5%-1.7%。
9.根据权利要求1所述的一种微藻污水处理剂的制备方法，其特征在于，所述S2中加入氯化钙的量为微藻培养液重量的3%-5%。
10.根据权利要求1所述的一种微藻污水处理剂的制备方法，其特征在于，所述S2中加入氯化钙的量为微藻培养液重量的3.8%-4.3%。
说明书
一种微藻污水处理剂的制备方法
技术领域
本发明涉及养殖污水处理领域，尤其涉及一种微藻污水处理剂的制备方法。
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。
满足工业利用要求的微藻污水处理剂其最佳微藻细胞量应达到300-400g/L(干质量)，但是，常规培养下的藻液浓度较低，往往需要浓缩1000倍以上方能在工业上加以利用，这一高能耗的分离、浓缩过程是微藻污水处理剂生产中的主要能耗成本，过高的生产成本限制了微藻在畜禽养殖污水中的应用。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种微藻污水处理剂的制备方法，本发明提供的微藻污水处理剂的制备方法操作简单，能耗低，节约了生产成本，适合工业应用，并且，采用该方法制备的微藻污水处理剂对畜禽养殖污水中氮磷的净化效果好。
本发明提供了一种微藻污水处理剂的制备方法，包括以下步骤：
S1、在无菌操作条件下，将小球藻以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4.5-6，加入柠檬酸钠，搅拌20-30分钟，加入氯化钙，搅拌40-50分钟，离心分离，得到微藻污水处理剂。
优选地，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，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，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，S2中离心分离的转数为2000-2200转/分钟。
优选地，S2中将微藻培养液的pH值调整为5.1-5.4。
优选地，S2中加入柠檬酸钠的量为微藻培养液重量的1.0%-2.5%。
优选地，S2中加入柠檬酸钠的量为微藻培养液重量的1.5%-1.7%。
优选地，S2中加入氯化钙的量为微藻培养液重量的3%-5%。
优选地，S2中加入氯化钙的量为微藻培养液重量的3.8%-4.3%。
本发明提供的微藻污水处理剂的制备方法主要包括小球藻的培养和采收两个部分。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采用该方法在培养60-75小时时间段内结束培养获得的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小球藻。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。
采用本发明方法制备的微藻污水处理剂利用微藻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，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。