CN114044576A - 一种栅藻附着培养净化养猪废水的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种栅藻附着培养净化养猪废水的方法，涉及水质处理技术领域。本发明的方法包括如下步骤：将栅藻接种至养猪废水中，培养8～12d；所述栅藻为Scenedesmus sp.LX1；养猪废水中添加有栅藻附着材料。按照本发明的方法处理养猪废水，可以显著去除养猪废水中的COD、TN、TP、NH4 +‑N，使养猪废水达到净化的目的。
Description
技术领域
本发明涉及水质处理技术领域，尤其涉及一种栅藻附着培养净化养猪废水的方法。
背景技术
养殖业的快速发展带来经济效益的同时也产生了大量的废水。养猪废水是一种高浓度废水，具有瞬间排放量大、氮磷含量高、固液混杂且难降解的特点，如果不进行合适的处理，直接排放到环境中会对环境造成污染，并且还会影响人体的身体健康。藻能够大量利用废水中的氮、磷等营养物质来维持自身的生长和增殖，但是如果培养不当，不仅净化养猪废水的效率不高，还会消耗大量的物力、财力。现有技术的培养方法在净化养猪废水时所能达到的净化效率极低，在去除废水中的藻体时通常会消耗大量的物力、财力，而不利于大规模生产。因此，急需一种净化效率高，能大规模生产、培养并收集微藻的方法来满足现有技术的不足。
发明内容
本发明的目的在于提供一种栅藻附着培养净化养猪废水的方法。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种栅藻附着培养净化养猪废水的方法，包括如下步骤：
将栅藻接种至养猪废水中，培养8～12d；
所述栅藻为Scenedesmussp.LX1；
养猪废水中添加有栅藻附着材料。
作为优选，所述接种的密度为0.8×106～1.2×106个/mL。
作为优选，所述附着材料为土工布；
所述土工布的面积与盛放养猪废水的容器底面积比为0.76～0.8:1。
作为优选，所述养猪废水为经过稀释的养猪废水；
所述稀释倍数为10～20倍；所述稀释采用纯水进行。
作为优选，所述养猪废水在稀释前的COD值为11000～13000mg/L，氨氮含量为1100～1300mg/L，总氮含量为1500～1900mg/L，总磷含量为70～90mg/L。
作为优选，所述培养的温度为20～30℃。
作为优选，所述培养的光照强度为1000～2000lux。
作为优选，所述培养的光暗比为11～13h：11～13h。
作为优选，所述方法还包括栅藻收集步骤；
所述收集的方法为：取出附着材料，在100～110℃条件下烘干1.5～2.5h得到。
本发明提供了一种栅藻附着培养净化养猪废水的方法，本发明的方法具有如下优点：
(1)将栅藻在养猪废水中培养，可以使栅藻充分利用废水中的氮、磷等营养物质，而无需投加额外的营养盐来维持自身的生长和增殖；
(2)栅藻在养猪废水中培养，还可实现养猪废水的净化和高价值物质的积累；
(3)将栅藻接种于携带附着材料的养猪废水中，可以解决现有技术沉降、浮选、絮凝、离心、将栅藻固定于海藻盐聚合物等方式收获栅藻时带来的不利于收集，成本过高的问题。
附图说明
图1每个处理得到的栅藻干重的含量。
图2每个处理对COD、TN、TP、NH4 +-N的去除率。
具体实施方式
本发明提供了一种栅藻附着培养净化养猪废水的方法，包括如下步骤：
将栅藻接种至养猪废水中，培养8～12d；
所述栅藻为Scenedesmus sp.LX1；
养猪废水中添加有栅藻附着材料。
所述培养时间优选为10d。
在本发明中，所述接种的密度为0.8×106～1.2×106个/mL，优选为1×106个/mL。
在本发明中，所述附着材料为土工布；
所述土工布的面积与盛放养猪废水的容器底面积比为0.76～0.8:1，优选为0.78:1。
在本发明中，所述养猪废水为经过稀释的养猪废水；
所述稀释倍数为10～20倍；
所述稀释采用纯水进行；
所述稀释的养猪废水经过灭菌得到无菌的养猪废水；
所述稀释的养猪废水未经灭菌得到有菌的养猪废水；
所述灭菌为高温高压灭菌；
所述灭菌的温度为119～123℃，优选为121℃；
所述灭菌的时间为25～35min，优选为30min。
在本发明中，所述养猪废水在稀释前的COD值为11000～13000mg/L，优选为12000mg/L；
氨氮含量为1100～1300mg/L，优选为1200mg/L；
总氮含量为1500～1900mg/L，优选为1700mg/L；
总磷含量为70～90mg/L，优选为80mg/L。
在本发明中，所述培养的温度为20～30℃，优选为25℃。
在本发明中，所述培养的光照强度为1000～2000lux，优选为1500lux。
在本发明中，所述培养的光暗比为11～13h：11～13h，优选为12h：12h。
在本发明中，所述方法还包括栅藻收集步骤；
所述收集的方法为：取出附着材料，在100～110℃条件下烘干1.5～2.5h得到。
所述烘干温度优选为105℃，烘干时间优选为2h。
下面结合实施例对本发明提供的技术方案进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。
本发明实施例中所用的栅藻Scenedesmus sp.LX1购自中国微生物菌种保藏委员会普通微生物中心，藻种保藏号为CGMCC No.3036。
本发明实施例中各指标的测定方法：
COD含量的测定方法采用解管密闭催化消解比色法HJ/T399-2007；
TP含量的测定方法采用钼酸铵分光光度法GB11893-89；
TN含量的测定方法采用碱性过硫酸盐消解光度法EPA变色酸法；
NH4 +-N含量的测定方法采用纳氏试剂法HJ535-2009。
本发明实施例中所述的养猪废水取自山东省德州市平原县雷牧生猪养殖场。
本发明实施例中生物量生产率＝微藻附着量/(材料面积×培养时间)。
本发明实施例中COD的去除率＝[(经处理的养猪废水中COD的含量-净化后养猪废水中COD的含量)/经处理的养猪废水中COD的含量]×100％；
TP的去除率＝[(经处理的养猪废水中TP的含量-净化后养猪废水中TP的含量)/经处理的养猪废水中TP的含量]×100％；
TN的去除率＝[(经处理的养猪废水中TN的含量-净化后养猪废水中TN的含量)/经处理的养猪废水中TN的含量]×100％；
NH4 +-N的去除率＝[(经处理的养猪废水中NH4 +-N的含量-净化后养猪废水中NH4 +-N的含量)/经处理的养猪废水中NH4 +-N的含量]×100％。
实施例1
将取自山东德州市养猪场中的废水经过2层纱布过滤后得到滤液，滤液经8000rpm离心10min，得到上清液。利用纯水将上清液稀释10倍，经过121℃灭菌30min的为无菌养猪废水，不经过灭菌处理的为有菌养猪废水，将无菌养猪废水和有菌养猪废水分别作为栅藻的培养基。
所述稀释10倍的无菌养猪废水中COD含量为1300mg/L，NH4 +-N含量为114.99mg/L，TN含量为168.2mg/L，TP含量为8mg/L。
所述稀释10倍的有菌养猪废水中COD值为1300mg/L，NH4 +-N含量为115mg/L，TN含量为170mg/L，TP含量为8mg/L。
取对数生长的栅藻，按1.2×106个/mL的接种密度，将其接种于携带有土工布的废水中，在30℃，1000lux光照强度，光暗比为12：12的条件下培养10d后，取出携带有栅藻藻体的土工布，测量栅藻干重，结果如图1所示。并根据公式计算生物量生产率。结果如表1所示。取剩余的废水，即经过栅藻净化处理后的养猪废水，检测其中的COD、TP、TN和NH4 +-N的含量，无菌废水分别为310、2.89、94.15和61.23mg/L，有菌废水分别为170、2.05、91.51和32.42mg/L，并计算相应的去除率。结果如表1和图2所示。
所述栅藻培养基的体积为150mL，盛放废水的容器为烧杯。所述栅藻干重的测量方法为将携带有栅藻藻体的土工布在105℃条件下烘干2h后，称量藻体的重量得到的数值为栅藻干重，结果如表1所示。所述土工布与烧杯底面积比为0.78。
实施例2
将取自山东德州市养猪场中的废水经过2层纱布过滤后得到滤液，滤液经8000rpm离心10min，得上清液。利用纯水将上清液稀释20倍，经过121℃灭菌30min的为无菌养猪废水，不经过灭菌处理的为有菌养猪废水，该养猪废水作为栅藻的培养基。
所述稀释20倍无菌的养猪废水中COD含量为599.97mg/L，NH4 +-N含量为54.99mg/L，TN含量为85mg/L，TP含量为3.88mg/L。
所述稀释20倍有菌的养猪废水中COD含量为600mg/L，NH4 +-N含量为55mg/L，TN含量为85mg/L，TP含量为3.96mg/L。
取对数生长的栅藻，按0.8×106个/mL的接种密度，将其接种于携带有土工布的栅藻培养基中，在20℃，1000lux光照强度，光暗比为12：12的条件下培养10d后，取出携带有栅藻藻体的土工布，测量栅藻干重，结果如图1所示。并根据公式计算生物量生产率，结果如表1所示。取剩余的废水，即经过栅藻净化处理后的养猪废水，检测其中的COD、TP、TN和NH4 +-N的含量，无菌养猪废水分别为136.67、0.15、33.36和16.04mg/L，有菌养猪废水分别为和86.67、0.23、35.75和16.11mg/L，并计算相应的去除率。结果如表1和图2所示。
所述栅藻培养基的体积为150mL，盛放栅藻培养基的容器为烧杯。所述干重的测量方法为将携带有栅藻藻体的土工布在105℃条件下烘干2h后，称量藻体的重量得到的数值，结果如表1所示。所述土工布与烧杯底面积比为0.8。
表1实施例1和实施例2各方法得到的去除率及附着量
图1显示，利用稀释10倍有菌的养猪废水培养得到的附着栅藻的干重和利用稀释20倍无菌的养猪废水培养得到的附着栅藻的干重最多，分别为57.5和62.17mg，生物量生产率分别为2.03和2.20g/m2/d。
图2显示，COD、TN、TP、NH4 +-N的最高去除率分别为86.92％，60.75％，96.13％和71.81％。
由以上实施例可知，本发明提供了一种栅藻附着培养净化养猪废水的方法。本发明的方法可以显著去除养猪废水中的COD、TN、TP、NH4 +-N的含量，增加栅藻的生物量。并且本发明在养猪废水中加入土工布附着材料，使栅藻附着生长，可以更便捷的将栅藻从养猪废水中取出。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种栅藻附着培养净化养猪废水的方法，其特征在于，包括如下步骤：
将栅藻接种至养猪废水中，培养8～12d；
所述栅藻为Scenedesmus sp.LX1；
养猪废水中添加有栅藻附着材料。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述接种的密度为0.8×106～1.2×106个/mL。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述附着材料为土工布；
所述土工布的面积与盛放养猪废水的容器底面积比为0.76～0.8:1。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述养猪废水为经过稀释的养猪废水；
所述稀释倍数为10～20倍；所述稀释采用纯水进行。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述养猪废水在稀释前的COD值为11000～13000mg/L，氨氮含量为1100～1300mg/L，总氮含量为1500～1900mg/L，总磷含量为70～90mg/L。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述培养的温度为20～30℃。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述培养的光照强度为1000～2000lux。
8.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，所述培养的光暗比为11～13h：11～13h。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括栅藻收集步骤；
所述收集的方法为：取出附着材料，在100～110℃条件下烘干1.5～2.5h得到。
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2021
- 2021-12-01 CN CN202111455845.6A patent/CN114044576A/zh active Pending
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