基于小球藻養(yǎng)殖的連續(xù)式豬尿凈化系統(tǒng)的設計
發(fā)布時間:2021-06-16 22:57
中國是世界最大的豬肉生產(chǎn)和消費國,規(guī)模化生豬養(yǎng)殖帶來的環(huán)境問題日益凸顯,大量養(yǎng)豬廢水被排入河道中造成水體富營養(yǎng)化。豬尿是養(yǎng)豬廢水的主要組分之一,富含氮、磷、鉀等植物生長所需的營養(yǎng)元素;新鮮豬尿所受污染小,濁度低,經(jīng)過簡單處理便可作為小球藻(Chlorella sp.)生長的培養(yǎng)基。本文對豬尿的基本理化性質進行分析,并研究了不同條件下小球藻在豬尿中的生長情況;構建了一個基于小球藻養(yǎng)殖的豬尿凈化系統(tǒng),對其設計思路、運行效果、小球藻生長性能、凈化廢水能力等方面進行了分析討論。主要結果如下:(1)通過對豬尿的理化性質進行分析,原始豬尿的氨氮含量達1155.54 mg/L,有強烈的氨味;pH高于9.0,呈較強堿性,表明豬尿中氨態(tài)氮主要以游離氨形式存在且易揮發(fā);總碳、總氮含量均超過3000 mg/L,說明豬尿中還含有較多碳氮化合物未被分解,作為培養(yǎng)基還需通過調節(jié)pH、稀釋等手段進一步降低游離氨的含量;Cd、Cu、Zn等重金屬元素在豬尿中含量極低,表明以豬尿作為培養(yǎng)基養(yǎng)殖的微藻作為動物飼料的安全性有保障。微藻生長所必須的三種元素P、K、Mg的含量差異顯著;K的含量達到了1150.90 mg/L,遠遠...
【文章來源】:南昌大學江西省 211工程院校
【文章頁數(shù)】:60 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
常用的廢水處理工藝
利用銨離子形態(tài)的氮。小球藻對環(huán)境 pH 的耐受性較廣,在 4.5~10.6 內都可以存活[24],多數(shù)研究認為小球藻在中性條件下生長較快[25]。(4) 有害微生物:相較于實驗室內的培養(yǎng),在大規(guī)模的戶外培養(yǎng)小球藻的實際生產(chǎn)中,由于培養(yǎng)環(huán)境直接暴露于空氣中,且未滅菌的培養(yǎng)基自身殘留有各類微生物,對小球藻的生長影響較大。養(yǎng)豬廢水中常見的有害微生物包括:原生動物如變形蟲、草履蟲、鐘蟲等,微型后生動物如輪蟲、線蟲、寡毛蟲等,此外具有營養(yǎng)競爭關系的雜藻及具有溶藻效應的細菌對微藻的生長也有明顯抑制。本實驗室在前期利用沼液培養(yǎng)小球藻時發(fā)現(xiàn)到培養(yǎng)中后期,小球藻會突然大量死亡,藻體發(fā)黃,出現(xiàn)大量絮凝沉淀,通過進一步的分離培養(yǎng),發(fā)現(xiàn)是一種具有溶藻效應的桿狀細菌引起的藻體大量死亡,如圖 1.2 所示。溶藻細菌是一類通過直接或間接方式,抑制藻類生長,或殺死藻類、溶解藻細胞的細菌的統(tǒng)稱。溶藻細菌主要作為生物控藻技術減少水華和赤潮,以達水環(huán)境的生物防治[26-27]。Jones,A. K[28]指出水體中藻菌間有著密切的關系。溶藻細菌對多種微藻有抑制或溶解作用,在自然生態(tài)系統(tǒng)中,對維持藻類生物量的平衡具有重要作用[29]。但在微藻培養(yǎng)過程中,這種現(xiàn)象危害極大。
圖 1.3 養(yǎng)豬廢水在不同時期、不同處理階段氮形態(tài)的轉變在進入?yún)捬醢l(fā)酵罐之前將豬尿液分離或者通過開發(fā)相關設備在生豬排泄過程中直接收集尿液并研究其作為微藻培養(yǎng)基的可行性,對于推動微藻產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和畜禽廢棄物資源化利用都有重要意義。不過在現(xiàn)階段對豬尿的收集還存在一定的技術條件限制,大部分養(yǎng)豬場無法針對性地分離尿液,采用水沖的方式將糞尿直接排入發(fā)酵池發(fā)酵。如何從源頭收集尿液,涉及豬場養(yǎng)豬方式的改變、生豬排泄行為的研究、相關配套設施的開發(fā)等。1.3 微藻光合反應器研究現(xiàn)狀上世紀八十年代,學術界首次報道了仿生式藻類生物反應器,其使用聚苯乙烯旋轉盤作為藻類生長的生物膜來減少市政廢水中的氮和磷[40]。從那之后,各種類型的藻類生物系統(tǒng)被相繼開發(fā)出來。目前所報道的微藻光合反應器可粗略地分為開放式和封閉式兩種類型。開放池養(yǎng)殖系統(tǒng)是藻類養(yǎng)殖系統(tǒng)中最簡便
【參考文獻】:
期刊論文
[1]2017中國生豬行業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J]. 陳來華. 中國動物保健. 2018(01)
[2]全國生豬生產(chǎn)發(fā)展規(guī)劃(2016—2020年)[J]. 本刊采編部,劉源,張院萍. 中國畜牧業(yè). 2016(10)
[3]大規(guī)模微藻光生物反應器的研究進展[J]. 劉玉環(huán),黃磊,王允圃,阮榕生,鄭洪立,巫小丹,萬益琴. 生物加工過程. 2016(01)
[4]養(yǎng)豬廢水處理與資源化利用的研究進展[J]. 趙國華,陳貴. 四川環(huán)境. 2015(06)
[5]培養(yǎng)條件對小球藻生長及油脂積累的影響研究[J]. 周連寧,王波,吳鋒,趙振業(yè),梅立永. 生物學雜志. 2015(03)
[6]中國生豬產(chǎn)業(yè)新趨勢[J]. 陳瑤生,王健,劉小紅,郭惠武,王晨. 中國畜牧雜志. 2015(02)
[7]當今中小養(yǎng)豬場戶的未來形式[J]. 趙越,楊發(fā)奇. 豬業(yè)科學. 2014(09)
[8]豬糞發(fā)酵沼液成分測定與分析[J]. 沈其林,單勝道,周健駒,王志榮. 中國沼氣. 2014(03)
[9]葉綠素熒光技術對受Cu2+脅迫藻類暗適應時間的研究[J]. 段靜波,劉文清,張玉鈞,趙南京,王志剛,殷高方,肖雪,方麗. 光子學報. 2014(02)
[10]豬、牛糞厭氧發(fā)酵中氮素形態(tài)轉化及其在沼液和沼渣中的分布[J]. 靳紅梅,付廣青,常志州,葉小梅,陳廣銀,杜靜. 農(nóng)業(yè)工程學報. 2012(21)
博士論文
[1]葉綠素熒光參數(shù)對氮、磷限制的響應及其在赤潮生消過程中的變化特征研究[D]. 王昭玉.中國海洋大學 2013
[2]固定化藻類去除污水中氮磷及其機理的研究[D]. 邢麗貞.西安建筑科技大學 2005
碩士論文
[1]產(chǎn)業(yè)鏈視角下生豬養(yǎng)殖戶融資需求及其影響因素研究[D]. 任晚嘉.南京農(nóng)業(yè)大學 2015
本文編號:3233948
【文章來源】:南昌大學江西省 211工程院校
【文章頁數(shù)】:60 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
常用的廢水處理工藝
利用銨離子形態(tài)的氮。小球藻對環(huán)境 pH 的耐受性較廣,在 4.5~10.6 內都可以存活[24],多數(shù)研究認為小球藻在中性條件下生長較快[25]。(4) 有害微生物:相較于實驗室內的培養(yǎng),在大規(guī)模的戶外培養(yǎng)小球藻的實際生產(chǎn)中,由于培養(yǎng)環(huán)境直接暴露于空氣中,且未滅菌的培養(yǎng)基自身殘留有各類微生物,對小球藻的生長影響較大。養(yǎng)豬廢水中常見的有害微生物包括:原生動物如變形蟲、草履蟲、鐘蟲等,微型后生動物如輪蟲、線蟲、寡毛蟲等,此外具有營養(yǎng)競爭關系的雜藻及具有溶藻效應的細菌對微藻的生長也有明顯抑制。本實驗室在前期利用沼液培養(yǎng)小球藻時發(fā)現(xiàn)到培養(yǎng)中后期,小球藻會突然大量死亡,藻體發(fā)黃,出現(xiàn)大量絮凝沉淀,通過進一步的分離培養(yǎng),發(fā)現(xiàn)是一種具有溶藻效應的桿狀細菌引起的藻體大量死亡,如圖 1.2 所示。溶藻細菌是一類通過直接或間接方式,抑制藻類生長,或殺死藻類、溶解藻細胞的細菌的統(tǒng)稱。溶藻細菌主要作為生物控藻技術減少水華和赤潮,以達水環(huán)境的生物防治[26-27]。Jones,A. K[28]指出水體中藻菌間有著密切的關系。溶藻細菌對多種微藻有抑制或溶解作用,在自然生態(tài)系統(tǒng)中,對維持藻類生物量的平衡具有重要作用[29]。但在微藻培養(yǎng)過程中,這種現(xiàn)象危害極大。
圖 1.3 養(yǎng)豬廢水在不同時期、不同處理階段氮形態(tài)的轉變在進入?yún)捬醢l(fā)酵罐之前將豬尿液分離或者通過開發(fā)相關設備在生豬排泄過程中直接收集尿液并研究其作為微藻培養(yǎng)基的可行性,對于推動微藻產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和畜禽廢棄物資源化利用都有重要意義。不過在現(xiàn)階段對豬尿的收集還存在一定的技術條件限制,大部分養(yǎng)豬場無法針對性地分離尿液,采用水沖的方式將糞尿直接排入發(fā)酵池發(fā)酵。如何從源頭收集尿液,涉及豬場養(yǎng)豬方式的改變、生豬排泄行為的研究、相關配套設施的開發(fā)等。1.3 微藻光合反應器研究現(xiàn)狀上世紀八十年代,學術界首次報道了仿生式藻類生物反應器,其使用聚苯乙烯旋轉盤作為藻類生長的生物膜來減少市政廢水中的氮和磷[40]。從那之后,各種類型的藻類生物系統(tǒng)被相繼開發(fā)出來。目前所報道的微藻光合反應器可粗略地分為開放式和封閉式兩種類型。開放池養(yǎng)殖系統(tǒng)是藻類養(yǎng)殖系統(tǒng)中最簡便
【參考文獻】:
期刊論文
[1]2017中國生豬行業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J]. 陳來華. 中國動物保健. 2018(01)
[2]全國生豬生產(chǎn)發(fā)展規(guī)劃(2016—2020年)[J]. 本刊采編部,劉源,張院萍. 中國畜牧業(yè). 2016(10)
[3]大規(guī)模微藻光生物反應器的研究進展[J]. 劉玉環(huán),黃磊,王允圃,阮榕生,鄭洪立,巫小丹,萬益琴. 生物加工過程. 2016(01)
[4]養(yǎng)豬廢水處理與資源化利用的研究進展[J]. 趙國華,陳貴. 四川環(huán)境. 2015(06)
[5]培養(yǎng)條件對小球藻生長及油脂積累的影響研究[J]. 周連寧,王波,吳鋒,趙振業(yè),梅立永. 生物學雜志. 2015(03)
[6]中國生豬產(chǎn)業(yè)新趨勢[J]. 陳瑤生,王健,劉小紅,郭惠武,王晨. 中國畜牧雜志. 2015(02)
[7]當今中小養(yǎng)豬場戶的未來形式[J]. 趙越,楊發(fā)奇. 豬業(yè)科學. 2014(09)
[8]豬糞發(fā)酵沼液成分測定與分析[J]. 沈其林,單勝道,周健駒,王志榮. 中國沼氣. 2014(03)
[9]葉綠素熒光技術對受Cu2+脅迫藻類暗適應時間的研究[J]. 段靜波,劉文清,張玉鈞,趙南京,王志剛,殷高方,肖雪,方麗. 光子學報. 2014(02)
[10]豬、牛糞厭氧發(fā)酵中氮素形態(tài)轉化及其在沼液和沼渣中的分布[J]. 靳紅梅,付廣青,常志州,葉小梅,陳廣銀,杜靜. 農(nóng)業(yè)工程學報. 2012(21)
博士論文
[1]葉綠素熒光參數(shù)對氮、磷限制的響應及其在赤潮生消過程中的變化特征研究[D]. 王昭玉.中國海洋大學 2013
[2]固定化藻類去除污水中氮磷及其機理的研究[D]. 邢麗貞.西安建筑科技大學 2005
碩士論文
[1]產(chǎn)業(yè)鏈視角下生豬養(yǎng)殖戶融資需求及其影響因素研究[D]. 任晚嘉.南京農(nóng)業(yè)大學 2015
本文編號:3233948
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