基于小球藻养殖的连续式猪尿净化系统的设计
发布时间：2021-06-16 22:57
中国是世界最大的猪肉生产和消费国,规模化生猪养殖带来的环境问题日益凸显,大量养猪废水被排入河道中造成水体富营养化。猪尿是养猪废水的主要组分之一,富含氮、磷、钾等植物生长所需的营养元素;新鲜猪尿所受污染小,浊度低,经过简单处理便可作为小球藻（Chlorella sp.）生长的培养基。本文对猪尿的基本理化性质进行分析,并研究了不同条件下小球藻在猪尿中的生长情况;构建了一个基于小球藻养殖的猪尿净化系统,对其设计思路、运行效果、小球藻生长性能、净化废水能力等方面进行了分析讨论。主要结果如下:（1）通过对猪尿的理化性质进行分析,原始猪尿的氨氮含量达1155.54 mg/L,有强烈的氨味;pH高于9.0,呈较强碱性,表明猪尿中氨态氮主要以游离氨形式存在且易挥发;总碳、总氮含量均超过3000 mg/L,说明猪尿中还含有较多碳氮化合物未被分解,作为培养基还需通过调节pH、稀释等手段进一步降低游离氨的含量;Cd、Cu、Zn等重金属元素在猪尿中含量极低,表明以猪尿作为培养基养殖的微藻作为动物饲料的安全性有保障。微藻生长所必须的三种元素P、K、Mg的含量差异显著;K的含量达到了1150.90 mg/L,远远...
【文章来源】：南昌大学江西省 211工程院校
【文章页数】：60 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
常用的废水处理工艺
利用铵离子形态的氮。小球藻对环境 pH 的耐受性较广，在 4.5~10.6 内都可以存活[24]，多数研究认为小球藻在中性条件下生长较快[25]。（4） 有害微生物：相较于实验室内的培养，在大规模的户外培养小球藻的实际生产中，由于培养环境直接暴露于空气中，且未灭菌的培养基自身残留有各类微生物，对小球藻的生长影响较大。养猪废水中常见的有害微生物包括：原生动物如变形虫、草履虫、钟虫等，微型后生动物如轮虫、线虫、寡毛虫等，此外具有营养竞争关系的杂藻及具有溶藻效应的细菌对微藻的生长也有明显抑制。本实验室在前期利用沼液培养小球藻时发现到培养中后期，小球藻会突然大量死亡，藻体发黄，出现大量絮凝沉淀，通过进一步的分离培养，发现是一种具有溶藻效应的杆状细菌引起的藻体大量死亡，如图 1.2 所示。溶藻细菌是一类通过直接或间接方式，抑制藻类生长，或杀死藻类、溶解藻细胞的细菌的统称。溶藻细菌主要作为生物控藻技术减少水华和赤潮，以达水环境的生物防治[26-27]。Jones,A. K[28]指出水体中藻菌间有着密切的关系。溶藻细菌对多种微藻有抑制或溶解作用，在自然生态系统中，对维持藻类生物量的平衡具有重要作用[29]。但在微藻培养过程中，这种现象危害极大。
图 1.3 养猪废水在不同时期、不同处理阶段氮形态的转变在进入厌氧发酵罐之前将猪尿液分离或者通过开发相关设备在生猪排泄过程中直接收集尿液并研究其作为微藻培养基的可行性，对于推动微藻产业的发展和畜禽废弃物资源化利用都有重要意义。不过在现阶段对猪尿的收集还存在一定的技术条件限制，大部分养猪场无法针对性地分离尿液，采用水冲的方式将粪尿直接排入发酵池发酵。如何从源头收集尿液，涉及猪场养猪方式的改变、生猪排泄行为的研究、相关配套设施的开发等。1.3 微藻光合反应器研究现状上世纪八十年代，学术界首次报道了仿生式藻类生物反应器，其使用聚苯乙烯旋转盘作为藻类生长的生物膜来减少市政废水中的氮和磷[40]。从那之后，各种类型的藻类生物系统被相继开发出来。目前所报道的微藻光合反应器可粗略地分为开放式和封闭式两种类型。开放池养殖系统是藻类养殖系统中最简便
【参考文献】：
期刊论文
[1]2017中国生猪行业现状及发展趋势[J]. 陈来华. 中国动物保健. 2018(01)
[2]全国生猪生产发展规划（2016—2020年）[J]. 本刊采编部,刘源,张院萍. 中国畜牧业. 2016(10)
[3]大规模微藻光生物反应器的研究进展[J]. 刘玉环,黄磊,王允圃,阮榕生,郑洪立,巫小丹,万益琴. 生物加工过程. 2016(01)
[4]养猪废水处理与资源化利用的研究进展[J]. 赵国华,陈贵. 四川环境. 2015(06)
[5]培养条件对小球藻生长及油脂积累的影响研究[J]. 周连宁,王波,吴锋,赵振业,梅立永. 生物学杂志. 2015(03)
[6]中国生猪产业新趋势[J]. 陈瑶生,王健,刘小红,郭惠武,王晨. 中国畜牧杂志. 2015(02)
[7]当今中小养猪场户的未来形式[J]. 赵越,杨发奇. 猪业科学. 2014(09)
[8]猪粪发酵沼液成分测定与分析[J]. 沈其林,单胜道,周健驹,王志荣. 中国沼气. 2014(03)
[9]叶绿素荧光技术对受Cu2+胁迫藻类暗适应时间的研究[J]. 段静波,刘文清,张玉钧,赵南京,王志刚,殷高方,肖雪,方丽. 光子学报. 2014(02)
[10]猪、牛粪厌氧发酵中氮素形态转化及其在沼液和沼渣中的分布[J]. 靳红梅,付广青,常志州,叶小梅,陈广银,杜静. 农业工程学报. 2012(21)
博士论文
[1]叶绿素荧光参数对氮、磷限制的响应及其在赤潮生消过程中的变化特征研究[D]. 王昭玉.中国海洋大学 2013
[2]固定化藻类去除污水中氮磷及其机理的研究[D]. 邢丽贞.西安建筑科技大学 2005
硕士论文
[1]产业链视角下生猪养殖户融资需求及其影响因素研究[D]. 任晚嘉.南京农业大学 2015
本文编号：3233948
【文章来源】：南昌大学江西省 211工程院校
【文章页数】：60 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
常用的废水处理工艺
利用铵离子形态的氮。小球藻对环境 pH 的耐受性较广，在 4.5~10.6 内都可以存活[24]，多数研究认为小球藻在中性条件下生长较快[25]。（4） 有害微生物：相较于实验室内的培养，在大规模的户外培养小球藻的实际生产中，由于培养环境直接暴露于空气中，且未灭菌的培养基自身残留有各类微生物，对小球藻的生长影响较大。养猪废水中常见的有害微生物包括：原生动物如变形虫、草履虫、钟虫等，微型后生动物如轮虫、线虫、寡毛虫等，此外具有营养竞争关系的杂藻及具有溶藻效应的细菌对微藻的生长也有明显抑制。本实验室在前期利用沼液培养小球藻时发现到培养中后期，小球藻会突然大量死亡，藻体发黄，出现大量絮凝沉淀，通过进一步的分离培养，发现是一种具有溶藻效应的杆状细菌引起的藻体大量死亡，如图 1.2 所示。溶藻细菌是一类通过直接或间接方式，抑制藻类生长，或杀死藻类、溶解藻细胞的细菌的统称。溶藻细菌主要作为生物控藻技术减少水华和赤潮，以达水环境的生物防治[26-27]。Jones,A. K[28]指出水体中藻菌间有着密切的关系。溶藻细菌对多种微藻有抑制或溶解作用，在自然生态系统中，对维持藻类生物量的平衡具有重要作用[29]。但在微藻培养过程中，这种现象危害极大。
图 1.3 养猪废水在不同时期、不同处理阶段氮形态的转变在进入厌氧发酵罐之前将猪尿液分离或者通过开发相关设备在生猪排泄过程中直接收集尿液并研究其作为微藻培养基的可行性，对于推动微藻产业的发展和畜禽废弃物资源化利用都有重要意义。不过在现阶段对猪尿的收集还存在一定的技术条件限制，大部分养猪场无法针对性地分离尿液，采用水冲的方式将粪尿直接排入发酵池发酵。如何从源头收集尿液，涉及猪场养猪方式的改变、生猪排泄行为的研究、相关配套设施的开发等。1.3 微藻光合反应器研究现状上世纪八十年代，学术界首次报道了仿生式藻类生物反应器，其使用聚苯乙烯旋转盘作为藻类生长的生物膜来减少市政废水中的氮和磷[40]。从那之后，各种类型的藻类生物系统被相继开发出来。目前所报道的微藻光合反应器可粗略地分为开放式和封闭式两种类型。开放池养殖系统是藻类养殖系统中最简便
【参考文献】：
期刊论文
[1]2017中国生猪行业现状及发展趋势[J]. 陈来华. 中国动物保健. 2018(01)
[2]全国生猪生产发展规划（2016—2020年）[J]. 本刊采编部,刘源,张院萍. 中国畜牧业. 2016(10)
[3]大规模微藻光生物反应器的研究进展[J]. 刘玉环,黄磊,王允圃,阮榕生,郑洪立,巫小丹,万益琴. 生物加工过程. 2016(01)
[4]养猪废水处理与资源化利用的研究进展[J]. 赵国华,陈贵. 四川环境. 2015(06)
[5]培养条件对小球藻生长及油脂积累的影响研究[J]. 周连宁,王波,吴锋,赵振业,梅立永. 生物学杂志. 2015(03)
[6]中国生猪产业新趋势[J]. 陈瑶生,王健,刘小红,郭惠武,王晨. 中国畜牧杂志. 2015(02)
[7]当今中小养猪场户的未来形式[J]. 赵越,杨发奇. 猪业科学. 2014(09)
[8]猪粪发酵沼液成分测定与分析[J]. 沈其林,单胜道,周健驹,王志荣. 中国沼气. 2014(03)
[9]叶绿素荧光技术对受Cu2+胁迫藻类暗适应时间的研究[J]. 段静波,刘文清,张玉钧,赵南京,王志刚,殷高方,肖雪,方丽. 光子学报. 2014(02)
[10]猪、牛粪厌氧发酵中氮素形态转化及其在沼液和沼渣中的分布[J]. 靳红梅,付广青,常志州,叶小梅,陈广银,杜静. 农业工程学报. 2012(21)
博士论文
[1]叶绿素荧光参数对氮、磷限制的响应及其在赤潮生消过程中的变化特征研究[D]. 王昭玉.中国海洋大学 2013
[2]固定化藻类去除污水中氮磷及其机理的研究[D]. 邢丽贞.西安建筑科技大学 2005
硕士论文
[1]产业链视角下生猪养殖户融资需求及其影响因素研究[D]. 任晚嘉.南京农业大学 2015
本文编号：3233948
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/nykj/3233948.html
