一種微藻凈化畜禽養(yǎng)殖廢水裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型專利涉及一種規(guī)?；梦⒃鍋韮艋幚硇笄蒺B(yǎng)殖廢水的生產(chǎn)裝置，該系統(tǒng)包括畜禽養(yǎng)殖的前處理系統(tǒng)、溫室系統(tǒng)、光生物反應(yīng)器系統(tǒng)、藻液濃度在線檢測系統(tǒng)、收集系統(tǒng)、水循環(huán)系統(tǒng)、溫控系統(tǒng)、采光系統(tǒng)。本實用新型利用規(guī)模化畜禽養(yǎng)殖中產(chǎn)生的廢水經(jīng)調(diào)制后來養(yǎng)殖微藻，大大降低了培養(yǎng)微藻的生產(chǎn)成本，廢液中的氮磷作為微藻培養(yǎng)的營養(yǎng)物質(zhì)，降低廢水中的各項指標，凈化污水提高水質(zhì)。
【專利說明】一種微藻凈化畜禽養(yǎng)殖廢水裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本實用新型涉及一種微藻凈化畜禽養(yǎng)殖廢水裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]能源危機和水資源危機是21世紀人類面臨的兩大危機，是制約人類發(fā)展的主要問題。因此，開發(fā)經(jīng)濟、高效、可再生的新型能源是世界各國的迫切需求，微藻由于不與糧食作物競爭土地、含油量高、光合效率高、環(huán)境適應(yīng)性強、可大規(guī)模化且具有碳捕捉的作用而被認為是生產(chǎn)生物柴油的最佳原料。目前，微藻生物能源技術(shù)所面臨的主要瓶頸是大規(guī)模獲取生物質(zhì)資源成本過高。因此，如何降低微藻生物柴油的生產(chǎn)成本是個亟待解決的問題。目前，大規(guī)模生產(chǎn)微藻的方法主要有開放的養(yǎng)殖池和密閉的光生物反應(yīng)器。然而，開放池養(yǎng)殖條件變化較大，并存在嚴重的污染，無法實現(xiàn)連續(xù)穩(wěn)定的養(yǎng)殖，一般達不到高密度養(yǎng)殖的目的。因此需要提供一種能夠降低微藻生物生產(chǎn)成本，同時又可實現(xiàn)高密度微藻養(yǎng)殖的系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實用新型對上述問題進行了改進，即本實用新型要解決的技術(shù)問題是設(shè)計一種可降低培養(yǎng)微藻的生產(chǎn)成本同時凈化養(yǎng)殖廢水的凈化畜禽養(yǎng)殖廢水的系統(tǒng)。
[0004]本實用新型的具體實施方案是:一種微藻凈化畜禽養(yǎng)殖廢水裝置，包括沼液池、藻液混合池、光生物反應(yīng)器、儲液池、用于絮凝處理藻液的收集池以及收集處理后清水的清水池，所述沼液池經(jīng)沼液管與藻液混合池相連接，所述光生物反應(yīng)器包括機架，所述機架內(nèi)設(shè)有若干個縱向?qū)盈B的平板式反應(yīng)器，所述最底層平板式反應(yīng)器上方的平板式反應(yīng)器底部設(shè)有以讓液體由上層平板式反應(yīng)器向下層平板式反應(yīng)器流出的溢流管，所述最底層平板式反應(yīng)器底部溢流管與儲液池相連通，儲液池還設(shè)有通向最上層平板式反應(yīng)器的回液管，所述回液管上設(shè)有回液泵，所述藻液混合池設(shè)有與最上層平板式反應(yīng)器相連通的輸液管，所述每層平板式反應(yīng)器設(shè)有與收集池相連通的出液管，所述出液管上設(shè)有出液開關(guān)，所述收集池經(jīng)連通管與清水池相連通。
[0005]進一步的，所述平板式反應(yīng)器底部設(shè)有曝氣管，所述曝氣管經(jīng)輸氣管與提供氣體的氣泵相連接，所述輸氣管上設(shè)有控制氣體流速的氣閥。
[0006]進一步的，所述機架下方設(shè)有輪子，所述機架上設(shè)有放置平板式反應(yīng)器的支撐臺，所述平板式反應(yīng)器每層間隔40?60cm,最下面一層離地面40?60 cm。
[0007]進一步的，所述輸液管上設(shè)有流量控制閥和輸液泵，所述光生物反應(yīng)器內(nèi)設(shè)有溫度傳感器，所述回液管上設(shè)有流量指示器。
[0008]進一步的，所述平板式反應(yīng)器內(nèi)設(shè)有取樣器、檢測器，所述取樣器、檢測器經(jīng)控制系統(tǒng)與電腦相連接。
[0009]進一步的，所述光生物反應(yīng)器置于帶有蓋設(shè)有透光薄膜的溫室內(nèi)。
[0010]進一步的，所述溫室內(nèi)設(shè)有日光燈和熱電偶溫感儀。[0011]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有以下有益效果:本實用新型利用多層平板式反應(yīng)器及回液管形成養(yǎng)殖液循環(huán)，畜禽養(yǎng)殖廢水經(jīng)沼氣池發(fā)酵后的沼液作為微藻養(yǎng)殖的培養(yǎng)液，節(jié)約了微藻養(yǎng)殖過程中的成本，微藻在養(yǎng)殖過程中，能對沼液進行進一步的脫氮除磷，縮短生產(chǎn)工藝，降低沼液中的各項指標，凈化水體水質(zhì)，使沼液各項指標達到可排放標準，保護環(huán)境，養(yǎng)殖廢水經(jīng)處理后回用，節(jié)約養(yǎng)殖用水。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖中:1-沼液池，2-藻液混合池，3-光生物反應(yīng)，4-儲液池，5-收集池，6_清水池，7-平板式反應(yīng)器，8-曝氣管，9-輪子，11-沼液管，21-輸液管，211-流量控制閥，212-輸液泵，31-機架，32-溢流管，33-溫度傳感器，34-流量指示器，41-回液管，411-回液泵，51-出液管，511-出液開關(guān)，52-連通管。
【具體實施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本實用新型做進一步詳細的說明。
[0015]如圖1所示，一種微藻凈化畜禽養(yǎng)殖廢水裝置，包括沼液池1、藻液混合池2、光生物反應(yīng)器3、儲液池4、用于絮凝處理藻液的收集池5以及收集處理后清水的清水池6，所述沼液池I經(jīng)沼液管11與藻液混合池2相連接，所述光生物反應(yīng)器3包括機架31，所述機架31內(nèi)設(shè)有若干個縱向?qū)盈B的平板式反應(yīng)器7，所述最底層平板式反應(yīng)器7上方的平板式反應(yīng)器7底部設(shè)有以讓液體由上層平板式反應(yīng)器向下層平板式反應(yīng)器流出的溢流管32，所述最底層平板式反應(yīng)器7底部溢流管與儲液池4相連通，儲液池4還設(shè)有通向最上層平板式反應(yīng)器的回液管41，所述回液管41上設(shè)有回液泵411，所述藻液混合池2設(shè)有與最上層平板式反應(yīng)器相連通的輸液管21，所述每層平板式反應(yīng)器7設(shè)有與收集池5相連通的出液管51，所述出液管51上設(shè)有出液開關(guān)511，所述收集池5經(jīng)連通管52與清水池6相連通。
[0016]所述平板式反應(yīng)器7底部設(shè)有曝氣管71，所述曝氣管8經(jīng)輸氣管81與提供氣體的氣泵82相連接，所述輸氣管81上設(shè)有控制氣體流速的氣閥。
[0017]前處理:
[0018]本步驟目的在于綜合利用養(yǎng)鴨廢水資源，先將畜禽養(yǎng)殖廢水經(jīng)過沼氣池發(fā)酵處理，將發(fā)酵產(chǎn)生的沼氣收集，進行發(fā)電或作為燃料(冬天可用于補給養(yǎng)殖微藻所需的溫度)，發(fā)酵后的沼液采用砂濾或其他形式進行過濾，除去其中的大顆粒雜物，進入沼液池1，作為微藻養(yǎng)殖的培養(yǎng)液。
[0019]藻液混合:
[0020]沼液池I輸送沼液至藻液混合池2中，藻液混合池2中的藻液準備方法如下:
[0021]將微藻藻種接種到裝有培養(yǎng)液的錐形瓶中，放置于搖床上進行培養(yǎng)，培養(yǎng)溫度22?25°C，光照強度4000-4500 lux，光照和黑暗的時間周期為12h:12h，搖床轉(zhuǎn)速120r/min,當錐形瓶中藻液的OD68tl達到0.6-0.7時，得到了擴種培養(yǎng)后的藻液；將擴種后的藻液轉(zhuǎn)接到裝有處理后沼液的錐形瓶中，體積比約為3:7，培養(yǎng)溫度22?25°C，光照強度4000-45001UX，光照和黑暗的時間周期為12h:12h，當錐形瓶中藻液的OD68tl達到1.2-1.3時，得到馴化后的藻液，之后將馴化后的藻液轉(zhuǎn)接到光生物反應(yīng)器中進行培養(yǎng)。[0022]其中所用的培養(yǎng)液每升中含1，250 mg KNO3, I, 250 mg KH2PO4, I, 000 mgMgSO4.7Η20, 500 mg EDTA, 114.2 mg H3BO3, 111 mg CaCl2.2H20, 49.8 mg FeSO4.7H20,88.2 mg ZnSO4.7H20, 14.2 mg MnCl2.4H20, 15.7 mg CuSO4.5H20 和 4.9 mgCo (NO3) 2.6H20。
[0023]凈化:
[0024]所述光生物反應(yīng)器3包括機架31，所述機架31內(nèi)設(shè)有若干個縱向?qū)盈B的平板式反應(yīng)器7，所述最底層平板式反應(yīng)器7上方的平板式反應(yīng)器7底部設(shè)有以讓液體由上層平板式反應(yīng)器向下層平板式反應(yīng)器流出的溢流管32，所述最底層平板式反應(yīng)器7底部溢流管與儲液池4相連通，儲液池4還設(shè)有通向最上層平板式反應(yīng)器的回液管41，所述回液管41上設(shè)有回液泵411，以實現(xiàn)循環(huán)凈化。所述藻液混合池2設(shè)有與最上層平板式反應(yīng)器相連通的輸液管21，輸液管21上設(shè)有流量控制閥211和輸液泵212，使密度較低的藻液導(dǎo)入光生物反應(yīng)器內(nèi)進行繁殖。
[0025]平板式反應(yīng)器7采用透光玻璃或塑料制成的，寬度一般不超過2 m,高度不超過
0.5 m，長度可以根據(jù)需要而定。機架上設(shè)有放置平板式反應(yīng)器的支撐臺，平板式反應(yīng)器7可采用多層結(jié)構(gòu)，節(jié)省空間，每層平板式反應(yīng)器7安裝一個溢流管32，相鄰兩層的平板式反應(yīng)器7的溢流管32相互錯開，便于養(yǎng)殖液循環(huán)。在本例圖示中，光生物反應(yīng)器3分5層，每層實際的養(yǎng)殖尺寸為長寬高為8 m、1.2 m、0.15 m。機架下方設(shè)有輪子9方便光生物反應(yīng)器3的移動,平板式反應(yīng)器7每層間隔40?60cm,最下面一層離地面40?60 cm。
[0026]監(jiān)測與控制:
[0027]所述光生物反應(yīng)器3內(nèi)設(shè)有溫度傳感器33，以判斷溫度是否適宜藻類生長進行補光或遮光工作，所述回液管上設(shè)有流量指示器34以判斷出液開關(guān)511控制出液流速。所述平板式反應(yīng)器7內(nèi)還設(shè)有取樣器、檢測器，所述取樣器、檢測器經(jīng)控制系統(tǒng)與電腦相連接，實現(xiàn)遠程自動化操作。
[0028]收集:
[0029]在光生物反應(yīng)器3中每層平板式反應(yīng)器7的側(cè)面設(shè)有與收集池5相連通的出液管51和出液管51設(shè)有出液開關(guān)511，平板式反應(yīng)器7內(nèi)設(shè)有檢測器可用于檢測藻液的OD68tl(藻的光密度值)，當OD68tl達到3.0以上時，出液開關(guān)511自動打開，藻液流到收集池5中，當0D680降到1.2時，出液開關(guān)511開關(guān)關(guān)閉，之后利用輸液泵212補充沼液。
[0030]收集池5放有有機絮凝劑可對收集池5中的藻液進行絮凝濃縮處理，上層藻液可回流到光生物反應(yīng)器中進一步養(yǎng)殖，下層濃縮液送入離心機中，在5000-6000 r/min的條件下進行離心，液體被甩出離心機，經(jīng)連通管52進入清水池6中，而微藻留在離心機內(nèi)，之后將離心機內(nèi)的微藻取出，在100-110°C下烘干，得到微藻用于生物柴油生產(chǎn)。
[0031]安裝:
[0032]光生物反應(yīng)器3可置于帶有蓋設(shè)有透光薄膜的溫室內(nèi)，溫室內(nèi)設(shè)有日光燈和熱電偶溫感儀。溫室內(nèi)采用透光強的薄膜進行遮蓋，溫室兩側(cè)的薄膜設(shè)計成可升降模式，以利于溫室通風(fēng)，控制溫度。溫室系統(tǒng)的大小可根據(jù)實際地形做相應(yīng)調(diào)整，本例中搭建了一個長寬高分別10m* 5m* 4 m的溫室。在自然光照不充足的時候，以日光燈進行光照補充。所述溫室內(nèi)安裝有熱電偶溫感儀，以對溫室系統(tǒng)內(nèi)的溫度進行監(jiān)測調(diào)控，控制溫室系統(tǒng)內(nèi)溫度在25°C左右。[0033]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例，凡依本實用新型申請專利范圍所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本實用新型的涵蓋范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種微藻凈化畜禽養(yǎng)殖廢水裝置，其特征在于，包括沼液池、藻液混合池、光生物反應(yīng)器、儲液池、用于絮凝處理藻液的收集池以及收集處理后清水的清水池，所述沼液池經(jīng)沼液管與藻液混合池相連接，所述光生物反應(yīng)器包括機架，所述機架內(nèi)設(shè)有若干個縱向?qū)盈B的平板式反應(yīng)器，所述最底層平板式反應(yīng)器上方的平板式反應(yīng)器底部設(shè)有以讓液體由上層平板式反應(yīng)器向下層平板式反應(yīng)器流出的溢流管，所述最底層平板式反應(yīng)器底部溢流管與儲液池相連通，儲液池還設(shè)有通向最上層平板式反應(yīng)器的回液管，所述回液管上設(shè)有回液泵，所述藻液混合池設(shè)有與最上層平板式反應(yīng)器相連通的輸液管，所述每層平板式反應(yīng)器設(shè)有與收集池相連通的出液管，所述出液管上設(shè)有出液開關(guān)，所述收集池經(jīng)連通管與清水池相連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種微藻凈化畜禽養(yǎng)殖廢水裝置，其特征在于，所述平板式反應(yīng)器底部設(shè)有曝氣管，所述曝氣管經(jīng)輸氣管與提供氣體的氣泵相連接，所述輸氣管上設(shè)有控制氣體流速的氣閥。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種微藻凈化畜禽養(yǎng)殖廢水裝置，其特征在于，所述機架下方設(shè)有輪子，所述機架上設(shè)有放置平板式反應(yīng)器的支撐臺，所述平板式反應(yīng)器每層間隔40?60cm,最下面一層離地面40?60 cm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種微藻凈化畜禽養(yǎng)殖廢水裝置，其特征在于，所述輸液管上設(shè)有流量控制閥和輸液泵，所述光生物反應(yīng)器內(nèi)設(shè)有溫度傳感器，所述回液管上設(shè)有流量指示器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種微藻凈化畜禽養(yǎng)殖廢水裝置，其特征在于，所述平板式反應(yīng)器內(nèi)設(shè)有取樣器、檢測器，所述取樣器、檢測器經(jīng)控制系統(tǒng)與電腦相連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種微藻凈化畜禽養(yǎng)殖廢水裝置，其特征在于，所述光生物反應(yīng)器置于帶有蓋設(shè)有透光薄膜的溫室內(nèi)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種微藻凈化畜禽養(yǎng)殖廢水裝置，其特征在于，所述溫室內(nèi)設(shè)有日光燈和熱電偶溫感儀。
【文檔編號】C02F103/20GK203474790SQ201320579264
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年9月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月18日
【發(fā)明者】林向陽, 李麒龍, 阮榕生, 吳佳, 葉南慧, 沈英, 劉明華 申請人:福州大學(xué)