CN112811597A - 一种微藻培养与废水驯化一体化光生物反应器及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
一种微藻培养与废水驯化一体化光生物反应器及其使用方法,涉及一种使用稀土尾矿废水的光生物反应器及其使用方法。本发明是要解决现有的处理稀土尾矿废水的方法经济成本高且效果一般并实现资源化的技术问题。本发明包括三个不同高度的主反应器组成,两两之间由连通管相连;上层藻液可通过重力流流至下层,实现了培养基的转变,达到驯化的效果;外圈水浴通过加热管加热,经济节能且加热均匀控温精准;底部设有微孔曝气圆环,补充碳源的同时还能使藻液混合均匀;灯管光照充足且均匀。本发明实现在有大规模藻需求量却没有培养条件的场所,可以提供大量且经驯化后的藻液。
Description
技术领域
本发明涉及一种微藻培养与废水驯化一体化反应器及其使用方法。
背景技术
稀土元素具有工业“维生素”之称,用途广泛。全球稀土矿主要分布在中国,尤其是江西。然而,大量的稀土开采也带来了严重的环境污染。高氨氮和硝态氮、低有机质、酸性、高硫酸盐、低浓度的重金属和稀土元素的稀土尾矿废水给周围环境造成了一定程度的破坏。据调查,仅在中国江西省赣州地区,单座稀土矿产生的废水平均流量就高达4000m3/d~10000m3/d,尾矿数可达200个。因此,选择一种有效、廉价的方法来治理稀土尾矿废水已成为迫切需要。目前主流处理方法为鸟粪石沉淀法,经济成本高且效果一般。
然而对于藻类来说,含有大量氮源的稀土尾矿废水是其良好的培养基。许多藻类可以在高含氮的废水中生长。通过微藻来处理高含氮稀土尾水是一种双赢的策略,不仅能够增加藻生物量从而产生以藻类为基础的清洁能源,也节省了大量投入处理稀土尾水的人力物力,实现了废水清洁化、资源化。
传统的藻类培养***包括藻类培养箱、培养室等均有各种限制:(1)微藻培养量小,无法支撑工程级别微藻需求量;(2)收获悬浮藻生物量耗时耗财;(3)培养条件如光照、温度、曝气量无法精准调控;(4)培养出藻在废水中还要经历适应期才能在废水中启动;(5)造价昂贵又使用不便等。这些缺点极大地限制了微藻的大量扩培及驯化。
发明内容
本发明是要解决现有的处理稀土尾矿废水的方法经济成本高且效果一般,微生物培养室出藻量无法满足工程级别的微藻需求量、培养条件不精准从而延长了微藻的培养周期、收获微藻耗时耗财、出藻无法立马投入使用,造价昂贵且使用诸多不便的技术问题,而提供一种微藻培养与废水驯化一体化光生物反应器及其使用方法。
本发明的微藻培养与废水驯化一体化光生物反应器是由第一主反应器1、第二主反应器2、第三主反应器3、盖体4、出气口5、灯管6、微孔曝气圆环7、加热管8、连通管9、微藻反应器10、进气管13和套管14组成;
所述的第一主反应器1的内腔设置有微藻反应器10,微藻反应器10的侧壁与第一主反应器1的侧壁之间留有空隙,微藻反应器10的内部为微藻培养区11,微藻反应器10与第一主反应器1之间为水浴区12,微藻培养区11和水浴区12为两个完全独立的空间,微藻反应器10与第一主反应器1等高;在微藻培养区11的下方设置倒圆锥形的空腔1-3,倒圆锥形的空腔1-3设置在第一主反应器1的底面上,倒圆锥形的空腔1-3的底部设置排水口1-1;在第一主反应器1的一个侧壁的竖直中轴线上按照从上至下的顺序平均设置多个出水口1-2,出水口1-2均与微藻培养区11连通;所述的出水口1-2和排水口1-1上均设置有阀门;
所述的盖体4的下表面中心设置套管14,套管14与盖体4垂直,套管14为透明材质,灯管6设置在套管14中;所述的盖体4的下表面边缘处固定有加热管8,加热管8与盖体4垂直;所述的盖体4的上表面设置有出气口5;所述的进气管13穿过盖体4且与盖体4垂直,进气管13位于加热管8和套管14之间,进气管13的底部与微孔曝气圆环7连通且固定,微孔曝气圆环7与盖体4平行,微孔曝气圆环7的侧面和上表面均匀设置有多个曝气口,套管14位于微孔曝气圆环7的中心处;所述的出气口5上设置有阀门;
所述的盖体4盖在第一主反应器1的上方;加热管8位于水浴区12中;套管14、进气管13、出气口5和微孔曝气圆环7均位于微藻培养区11中,微孔曝气圆环7位于微藻培养区11的底面上;
所述的第一主反应器1、第二主反应器2和第三主反应器3的结构相同,第二主反应器2和第三主反应器3的上方均设置有盖体;
所述的第一主反应器1、第二主反应器2和第三主反应器3呈阶梯形式布置,第一主反应器1位于最高处,第三主反应器3位于最低处,第一主反应器1的微藻培养区11的底部通过连通管9与第二主反应器2的微藻培养区的上部连通;第二主反应器2的微藻培养区的底部通过连通管9与第三主反应器3的微藻培养区的上部连通;所述的连通管9上设置有阀门。
所述的微藻培养与废水驯化一体化光生物反应器的使用方法如下:
一、关闭连通管9、出水口1-2和排水口1-1;取下盖体4;向三个主反应器的微藻培养区中分别加入三种培养基:第一主反应器1中的培养基为BG11水溶液,BG11水溶液的浓度为1.5g/L~2g/L;第二主反应器2中的培养基为BG11水溶液和稀土尾矿废水的混合液,BG11水溶液和稀土尾矿废水的体积相等,BG11水溶液的浓度为1.5g/L~2g/L;第三主反应器3中的培养基为稀土尾矿废水的混合液;向三个主反应器的微藻培养区中分别加入相同种类的处于对数增长期的藻泥,三个主反应器的微藻培养区中的藻泥的浓度均为1.5g/L~2g/L;向三个主反应器的水浴区中均加入水,三个主反应器的上方均盖上盖体,打开出气口5;
二、启动灯管6对微藻培养区进行光照,启动微孔曝气圆环7对微藻培养区进行曝气;打开加热管8对水浴区12中的水加热;
三、当微藻生物量达到稳定期时,关闭灯管6、加热管8和微孔曝气圆环7,自然静置至出现明显的藻液分离层时,打开相应的出水口排出上清液,留下浓缩藻液;
四、当三个微藻培养区中的上清液都排出后,打开第三主反应器3的排水口3-1收获浓缩藻液,关闭第三主反应器3的排水口3-1;
五、打开第二主反应器2和第三主反应器3之间的连通管9的阀门,使第二主反应器2的微藻培养区内的浓缩藻液流入第三主反应器3的微藻培养区中,关闭第二主反应器2和第三主反应器3之间的连通管9的阀门;
六、打开第二主反应器2和第一主反应器1之间的连通管9的阀门,使第一主反应器1的微藻培养区11内的浓缩藻液流入第二主反应器2的微藻培养区中,关闭第二主反应器2和第一主反应器1之间的连通管9的阀门;
七、重复步骤一至步骤六,进行下一周期培养。
本发明的步骤二中的光照强度、曝气量和水温均是根据步骤一中加入藻泥的种类决定的,每种藻泥都有自己适宜的光照强度、曝气量和水温,这是公知常识。
微孔曝气圆环7的曝气使培养基中溶解的二氧化碳混合均匀,提高微藻的光合成效率。
本发明通过内置可控灯管6、外圈水浴以及底部微孔曝气圆环7便可完美提供微藻的最佳生存环境,在高效率培养微藻的同时,也摆脱了传统微生物培养室的限制。本发明包括三个不同高度的主反应器组成,两两之间由连通管9相连;上层藻液可通过重力流流至下层,实现了培养基的转变,达到驯化的效果;外圈水浴通过加热管8加热,经济节能且加热均匀控温精准;底部设有微孔曝气圆环7,补充碳源的同时还能使藻液混合均匀;灯管6光照充足且均匀。本发明实现在有大规模藻需求量却没有培养条件的场所,可以提供大量且经驯化后的藻液。
步骤三中排出的上清液中各项污染指标均能达标,氨氮平均值为14.56mg/L,硝态氮为9.86mg/L,TN为24.42mg/L,低于30mg/L,达标。
本发明在传统微藻培养***出藻生物量少、培养周期长、微藻收获困难、经济成本高的背景下,实现简单操作、成本低、培养周期短且出藻量大等优点,而且结构简单、易扩建、投资小、后期易检修维护。
附图说明
图1为具体实施方式一的微藻培养与废水驯化一体化光生物反应器的平面示意图(盖体4没有画出);
图2为具体实施方式一的微藻培养与废水驯化一体化光生物反应器的立体示意图(盖体4没有画出);
图3为图1的俯视图;
图4为具体实施方式一的盖体4的平面示意图;
图5为具体实施方式一的盖体4的立体示意图;
图6为具体实施方式一的微藻培养与废水驯化一体化光生物反应器内部的平面示意图。
具体实施方式
具体实施方式一:本实施方式为一种微藻培养与废水驯化一体化光生物反应器,如图1-图6所示,具体是由第一主反应器1、第二主反应器2、第三主反应器3、盖体4、出气口5、灯管6、微孔曝气圆环7、加热管8、连通管9、微藻反应器10、进气管13和套管14组成;
所述的第一主反应器1的内腔设置有微藻反应器10,微藻反应器10的侧壁与第一主反应器1的侧壁之间留有空隙,微藻反应器10的内部为微藻培养区11,微藻反应器10与第一主反应器1之间为水浴区12,微藻培养区11和水浴区12为两个完全独立的空间,微藻反应器10与第一主反应器1等高;在微藻培养区11的下方设置倒圆锥形的空腔1-3,倒圆锥形的空腔1-3设置在第一主反应器1的底面上,倒圆锥形的空腔1-3的底部设置排水口1-1;在第一主反应器1的一个侧壁的竖直中轴线上按照从上至下的顺序平均设置多个出水口1-2,出水口1-2均与微藻培养区11连通;所述的出水口1-2和排水口1-1上均设置有阀门;
所述的盖体4的下表面中心设置套管14,套管14与盖体4垂直,套管14为透明材质,灯管6设置在套管14中;所述的盖体4的下表面边缘处固定有加热管8,加热管8与盖体4垂直;所述的盖体4的上表面设置有出气口5;所述的进气管13穿过盖体4且与盖体4垂直,进气管13位于加热管8和套管14之间,进气管13的底部与微孔曝气圆环7连通且固定,微孔曝气圆环7与盖体4平行,微孔曝气圆环7的侧面和上表面均匀设置有多个曝气口,套管14位于微孔曝气圆环7的中心处;所述的出气口5上设置有阀门;
所述的盖体4盖在第一主反应器1的上方;加热管8位于水浴区12中;套管14、进气管13、出气口5和微孔曝气圆环7均位于微藻培养区11中,微孔曝气圆环7位于微藻培养区11的底面上;
所述的第一主反应器1、第二主反应器2和第三主反应器3的结构相同,第二主反应器2和第三主反应器3的上方均设置有盖体;
所述的第一主反应器1、第二主反应器2和第三主反应器3呈阶梯形式布置,第一主反应器1位于最高处,第三主反应器3位于最低处,第一主反应器1的微藻培养区11的底部通过连通管9与第二主反应器2的微藻培养区的上部连通;第二主反应器2的微藻培养区的底部通过连通管9与第三主反应器3的微藻培养区的上部连通;所述的连通管9上设置有阀门。
具体实施方式二:本实施方式与具体实施方式一不同的是:所述的第一主反应器1、第二主反应器2和第三主反应器3的材质均为透明PMMA材质,透光率为92%以上。其他与具体实施方式一相同。
具体实施方式三:本实施方式与具体实施方式一或二不同的是:所述的第一主反应器1、第二主反应器2和第三主反应器3均为长方体结构,长宽比为1:1。其他与具体实施方式一或二相同。
具体实施方式四:本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是:所述的微藻反应器10为圆柱体结构,高和直径的比为2:1。其他与具体实施方式一至三之一相同。
具体实施方式五:本实施方式为具体实施方式一的微藻培养与废水驯化一体化光生物反应器的使用方法,具体过程如下:
一、关闭连通管9、出水口1-2和排水口1-1;取下盖体4;向三个主反应器的微藻培养区中分别加入三种培养基:第一主反应器1中的培养基为BG11水溶液,BG11水溶液的浓度为1.5g/L~2g/L;第二主反应器2中的培养基为BG11水溶液和稀土尾矿废水的混合液,BG11水溶液和稀土尾矿废水的体积相等,BG11水溶液的浓度为1.5g/L~2g/L;第三主反应器3中的培养基为稀土尾矿废水的混合液;向三个主反应器的微藻培养区中分别加入相同种类的处于对数增长期的藻泥,三个主反应器的微藻培养区中的藻泥的浓度均为1.5g/L~2g/L;向三个主反应器的水浴区中均加入水,三个主反应器的上方均盖上盖体,打开出气口5;
二、启动灯管6对微藻培养区进行光照,启动微孔曝气圆环7对微藻培养区进行曝气;打开加热管8对水浴区12中的水加热;
三、当微藻生物量达到稳定期时,关闭灯管6、加热管8和微孔曝气圆环7,自然静置至出现明显的藻液分离层时,打开相应的出水口排出上清液,留下浓缩藻液;
四、当三个微藻培养区中的上清液都排出后,打开第三主反应器3的排水口3-1收获浓缩藻液,关闭第三主反应器3的排水口3-1;
五、打开第二主反应器2和第三主反应器3之间的连通管9的阀门,使第二主反应器2的微藻培养区内的浓缩藻液流入第三主反应器3的微藻培养区中,关闭第二主反应器2和第三主反应器3之间的连通管9的阀门;
六、打开第二主反应器2和第一主反应器1之间的连通管9的阀门,使第一主反应器1的微藻培养区11内的浓缩藻液流入第二主反应器2的微藻培养区中,关闭第二主反应器2和第一主反应器1之间的连通管9的阀门;
七、重复步骤一至步骤六,进行下一周期培养。
具体实施方式六:本实施方式与具体实施方式五不同的是:步骤一中所述的藻泥为C.linum,购买自光宇生物公司,适宜的生存温度为24℃~27.5℃,适宜的光照强度为光谱380nm~440nm,适宜的曝气量为200mL/min。其他与具体实施方式五相同。
具体实施方式七:本实施方式与具体实施方式五不同的是:步骤一中所述的藻泥为小球藻,购买自光宇生物公司,适宜的生存温度为25℃~30℃,适宜的光照强度为4500lx~8000lx,适宜的曝气量为2L/min。其他与具体实施方式五相同。
具体实施方式八:本实施方式与具体实施方式五不同的是:步骤一中所述的藻泥为金藻,购买自光宇生物公司,适宜的生存温度为22℃~25℃,适宜的光照强度为50μmol·m-2·s-1,适宜的曝气量为10mL/min~100mL/min。其他与具体实施方式五相同。
用以下试验对本发明进行验证:
试验一:本试验为一种微藻培养与废水驯化一体化光生物反应器,如图1-图6所示,具体是由第一主反应器1、第二主反应器2、第三主反应器3、盖体4、出气口5、灯管6、微孔曝气圆环7、加热管8、连通管9、微藻反应器10、进气管13和套管14组成;
所述的第一主反应器1的内腔设置有微藻反应器10,微藻反应器10的侧壁与第一主反应器1的侧壁之间留有空隙,微藻反应器10的内部为微藻培养区11,微藻反应器10与第一主反应器1之间为水浴区12,微藻培养区11和水浴区12为两个完全独立的空间,微藻反应器10与第一主反应器1等高;在微藻培养区11的下方设置倒圆锥形的空腔1-3,倒圆锥形的空腔1-3设置在第一主反应器1的底面上,倒圆锥形的空腔1-3的底部设置排水口1-1;在第一主反应器1的一个侧壁的竖直中轴线上按照从上至下的顺序平均设置多个出水口1-2,出水口1-2均与微藻培养区11连通;所述的出水口1-2和排水口1-1上均设置有阀门;
所述的盖体4的下表面中心设置套管14,套管14与盖体4垂直,套管14为透明材质,灯管6设置在套管14中;所述的盖体4的下表面边缘处固定有加热管8,加热管8与盖体4垂直;所述的盖体4的上表面设置有出气口5;所述的进气管13穿过盖体4且与盖体4垂直,进气管13位于加热管8和套管14之间,进气管13的底部与微孔曝气圆环7连通且固定,微孔曝气圆环7与盖体4平行,微孔曝气圆环7的侧面和上表面均匀设置有多个曝气口,套管14位于微孔曝气圆环7的中心处;所述的出气口5上设置有阀门;
所述的盖体4盖在第一主反应器1的上方;加热管8位于水浴区12中;套管14、进气管13、出气口5和微孔曝气圆环7均位于微藻培养区11中,微孔曝气圆环7位于微藻培养区11的底面上;
所述的第一主反应器1、第二主反应器2和第三主反应器3的结构相同,第二主反应器2和第三主反应器3的上方均设置有盖体;
所述的第一主反应器1、第二主反应器2和第三主反应器3呈阶梯形式布置,第一主反应器1位于最高处,第三主反应器3位于最低处,第一主反应器1的微藻培养区11的底部通过连通管9与第二主反应器2的微藻培养区的上部连通;第二主反应器2的微藻培养区的底部通过连通管9与第三主反应器3的微藻培养区的上部连通;所述的连通管9上设置有阀门;
所述的第一主反应器1、第二主反应器2和第三主反应器3的材质均为透明PMMA材质,透光率为92%以上;所述的第一主反应器1、第二主反应器2和第三主反应器3均为长方体结构,长宽比为1:1;所述的微藻反应器10为圆柱体结构,高和直径的比为2:1。
试验一的微藻培养与废水驯化一体化光生物反应器的使用方法过程如下:
一、关闭连通管9、出水口1-2和排水口1-1;取下盖体4;向三个主反应器的微藻培养区中分别加入三种培养基:第一主反应器1中的培养基为BG11水溶液,BG11水溶液的浓度为1.7g/L;第二主反应器2中的培养基为BG11水溶液和稀土尾矿废水的混合液,BG11水溶液和稀土尾矿废水的体积相等,BG11水溶液的浓度为1.7g/L;第三主反应器3中的培养基为稀土尾矿废水的混合液;向三个主反应器的微藻培养区中分别加入相同种类的处于对数增长期的藻泥,三个主反应器的微藻培养区中的藻泥的浓度均为2g/L;向三个主反应器的水浴区中均加入水,三个主反应器的上方均盖上盖体,打开出气口5;步骤一中所述的藻泥为小球藻,适宜的生存温度为28℃,适宜的光照强度为6000lx,适宜的曝气量为2L/min;
二、启动灯管6对微藻培养区进行光照,启动微孔曝气圆环7对微藻培养区进行曝气;打开加热管8对水浴区12中的水加热;
三、当微藻生物量达到稳定期时,关闭灯管6、加热管8和微孔曝气圆环7,自然静置至出现明显的藻液分离层时,打开相应的出水口排出上清液,留下浓缩藻液;
四、当三个微藻培养区中的上清液都排出后,打开第三主反应器3的排水口3-1收获浓缩藻液,关闭第三主反应器3的排水口3-1;
五、打开第二主反应器2和第三主反应器3之间的连通管9的阀门,使第二主反应器2的微藻培养区内的浓缩藻液流入第三主反应器3的微藻培养区中,关闭第二主反应器2和第三主反应器3之间的连通管9的阀门;
六、打开第二主反应器2和第一主反应器1之间的连通管9的阀门,使第一主反应器1的微藻培养区11内的浓缩藻液流入第二主反应器2的微藻培养区中,关闭第二主反应器2和第一主反应器1之间的连通管9的阀门。
本试验通过内置可控灯管6、外圈水浴以及底部微孔曝气圆环7便可完美提供微藻的最佳生存环境,在高效率培养微藻的同时,也摆脱了传统微生物培养室的限制。本发明包括三个不同高度的主反应器组成,两两之间由连通管9相连;上层藻液可通过重力流流至下层,实现了培养基的转变,达到驯化的效果;外圈水浴通过加热管8加热,经济节能且加热均匀控温精准;底部设有微孔曝气圆环7,补充碳源的同时还能使藻液混合均匀;灯管6光照充足且均匀。本发明实现在有大规模藻需求量却没有培养条件的场所,可以提供大量且经驯化后的藻液。
步骤三中排出的上清液中各项污染指标均能达标,氨氮平均值为14.56mg/L,硝态氮为9.86mg/L,TN为24.42mg/L,低于30mg/L,达标。
本试验在传统微藻培养***出藻生物量少、培养周期长、微藻收获困难、经济成本高的背景下,实现简单操作、成本低、培养周期短且出藻量大等优点,而且结构简单、易扩建、投资小、后期易检修维护。
Claims (8)
1.一种微藻培养与废水驯化一体化光生物反应器,其特征在于微藻培养与废水驯化一体化光生物反应器是由第一主反应器(1)、第二主反应器(2)、第三主反应器(3)、盖体(4)、出气口(5)、灯管(6)、微孔曝气圆环(7)、加热管(8)、连通管(9)、微藻反应器(10)、进气管(13)和套管(14)组成;
所述的第一主反应器(1)的内腔设置有微藻反应器(10),微藻反应器(10)的侧壁与第一主反应器(1)的侧壁之间留有空隙,微藻反应器(10)的内部为微藻培养区(11),微藻反应器(10)与第一主反应器(1)之间为水浴区(12),微藻培养区(11)和水浴区(12)为两个完全独立的空间,微藻反应器(10)与第一主反应器(1)等高;在微藻培养区(11)的下方设置倒圆锥形的空腔(1-3),倒圆锥形的空腔(1-3)设置在第一主反应器(1)的底面上,倒圆锥形的空腔(1-3)的底部设置排水口(1-1);在第一主反应器(1)的一个侧壁的竖直中轴线上按照从上至下的顺序平均设置多个出水口(1-2),出水口(1-2)均与微藻培养区(11)连通;所述的出水口(1-2)和排水口(1-1)上均设置有阀门;
所述的盖体(4)的下表面中心设置套管(14),套管(14)与盖体(4)垂直,套管(14)为透明材质,灯管(6)设置在套管(14)中;所述的盖体(4)的下表面边缘处固定有加热管(8),加热管(8)与盖体(4)垂直;所述的盖体(4)的上表面设置有出气口(5);所述的进气管(13)穿过盖体(4)且与盖体(4)垂直,进气管(13)位于加热管(8)和套管(14)之间,进气管(13)的底部与微孔曝气圆环(7)连通且固定,微孔曝气圆环(7)与盖体(4)平行,微孔曝气圆环(7)的侧面和上表面均匀设置有多个曝气口,套管(14)位于微孔曝气圆环(7)的中心处;所述的出气口(5)上设置有阀门;
所述的盖体(4)盖在第一主反应器(1)的上方;加热管(8)位于水浴区(12)中;套管(14)、进气管(13)、出气口(5)和微孔曝气圆环(7)均位于微藻培养区(11)中,微孔曝气圆环(7)位于微藻培养区(11)的底面上;
所述的第一主反应器(1)、第二主反应器(2)和第三主反应器(3)的结构相同,第二主反应器(2)和第三主反应器(3)的上方均设置有盖体;
所述的第一主反应器(1)、第二主反应器(2)和第三主反应器(3)呈阶梯形式布置,第一主反应器(1)位于最高处,第三主反应器(3)位于最低处,第一主反应器(1)的微藻培养区(11)的底部通过连通管(9)与第二主反应器(2)的微藻培养区的上部连通;第二主反应器(2)的微藻培养区的底部通过连通管(9)与第三主反应器(3)的微藻培养区的上部连通;所述的连通管(9)上设置有阀门。
2.根据权利要求1所述的一种微藻培养与废水驯化一体化光生物反应器,其特征在于所述的第一主反应器(1)、第二主反应器(2)和第三主反应器(3)的材质均为透明PMMA材质,透光率为92%以上。
3.根据权利要求1所述的一种微藻培养与废水驯化一体化光生物反应器,其特征在于所述的第一主反应器(1)、第二主反应器(2)和第三主反应器(3)均为长方体结构,长宽比为1:1。
4.根据权利要求1所述的一种微藻培养与废水驯化一体化光生物反应器,其特征在于所述的微藻反应器(10)为圆柱体结构,高和直径的比为2:1。
5.如利要求1所述的一种微藻培养与废水驯化一体化光生物反应器的使用方法,其特征在于微藻培养与废水驯化一体化光生物反应器的使用方法过程如下:
一、关闭连通管(9)、出水口(1-2)和排水口(1-1);取下盖体(4);向三个主反应器的微藻培养区中分别加入三种培养基:第一主反应器(1)中的培养基为BG11水溶液,BG11水溶液的浓度为1.5g/L~2g/L;第二主反应器(2)中的培养基为BG11水溶液和稀土尾矿废水的混合液,BG11水溶液和稀土尾矿废水的体积相等,BG11水溶液的浓度为1.5g/L~2g/L;第三主反应器(3)中的培养基为稀土尾矿废水的混合液;向三个主反应器的微藻培养区中分别加入相同种类的处于对数增长期的藻泥,三个主反应器的微藻培养区中的藻泥的浓度均为1.5g/L~2g/L;向三个主反应器的水浴区中均加入水,三个主反应器的上方均盖上盖体,打开出气口(5);
二、启动灯管(6对微藻培养区进行光照,启动微孔曝气圆环(7)对微藻培养区进行曝气;打开加热管(8)对水浴区(12)中的水加热;
三、当微藻生物量达到稳定期时,关闭灯管(6)、加热管(8)和微孔曝气圆环(7),自然静置至出现明显的藻液分离层时,打开相应的出水口排出上清液,留下浓缩藻液;
四、当三个微藻培养区中的上清液都排出后,打开第三主反应器(3的排水口(3-1收获浓缩藻液,关闭第三主反应器(3)的排水口(3-1);
五、打开第二主反应器(2)和第三主反应器(3)之间的连通管(9)的阀门,使第二主反应器(2)的微藻培养区内的浓缩藻液流入第三主反应器(3)的微藻培养区中,关闭第二主反应器(2)和第三主反应器(3)之间的连通管(9)的阀门;
六、打开第二主反应器(2)和第一主反应器(1)之间的连通管(9)的阀门,使第一主反应器(1)的微藻培养区(11)内的浓缩藻液流入第二主反应器(2)的微藻培养区中,关闭第二主反应器(2)和第一主反应器(1)之间的连通管(9)的阀门;
七、重复步骤一至步骤六,进行下一周期培养。
6.根据权利要求5所述的一种微藻培养与废水驯化一体化光生物反应器的使用方法,其特征在于步骤一中所述的藻泥为C.linum,适宜的生存温度为24℃~27.5℃,适宜的光照强度为光谱380nm~440nm,适宜的曝气量为200mL/min。
7.根据权利要求5所述的一种微藻培养与废水驯化一体化光生物反应器的使用方法,其特征在于步骤一中所述的藻泥为小球藻,适宜的生存温度为25℃~30℃,适宜的光照强度为4500lx~8000lx,适宜的曝气量为2L/min。
8.根据权利要求5所述的一种微藻培养与废水驯化一体化光生物反应器的使用方法,其特征在于步骤一中所述的藻泥为金藻,适宜的生存温度为22℃~25℃,适宜的光照强度为50μmol·m-2·s-1,适宜的曝气量为10mL/min~100mL/min。
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