[发明专利]利用污泥厌氧消化液培养产油小球藻的方法

说明书

一种利用污泥厌氧消化液培养小球藻的方法，其特征是，包括以下步骤：（1）二沉池排放的剩余污泥经厌氧消化后产生的消化液，通过预处理去处悬浮物，得到污泥厌氧发酵液，污泥厌氧发酵液与二级出水混合进行浓度调节，得到预处理废水；（2）将人工培养基中生长的藻种首先在步骤（1）得到的预处理废水中驯化培养，在适宜光强和温度下，连续培养驯化；（3）光生物反应器培养，进行温度控制、水力停留时间控制、pH控制和CO₂曝气控制。该方法实现了废水资源化，一方面小球藻作为优良的生物质柴油原料，回收了资源；另一方面以低耗能的方式处理了废水，保护环境，其主要优势包括废水净化及营养元素回收利用、温室气体捕获、富油微藻生物质收获等。

技术领域

本发明涉及一种利用污泥厌氧消化液培养小球藻的方法，属于微藻培养技术领域。

背景技术

产油微藻因生长速率快、生长周期短、油脂及生物质产率高以及显著的环境效益，被认为是继纤维素产乙醇后的第三代生物质能源技术。但微藻培养过程需要消耗大量的水资源及氮磷钾等各类营养元素，导致其生产成本是传统石化燃料的十倍以上，阻碍了其规模化商业应用。城市生活污水水量巨大，易集中收集，是产油微藻大规模培养潜在可用的水资源和营养元素来源。

根据不同处理工艺段，市政污水厂内污水可分为市政污水原水、一级处理出水、二级处理出水、深度处理出水以及污泥处理废水(污泥浓缩液、污泥厌氧消化液等)。诸多研究结果表明，一级处理出水、二级处理出水、深度处理出水、污泥浓缩液等均可用于产油微藻培养，收获藻生物质，同时有效净化了污水。但由于一级处理出水、二级处理出水、深度处理出水中溶解性有机物、氮、磷等含量较低，导致微藻浓度和产率均很低，将显著增加后续微藻分离、浓缩和脱水的成本，阻碍了其大规模应用。污泥厌氧发酵液中氨氮浓度高，通常将其回流至原污水处理系统中，增加氨氮负荷15～20％，进一步增加了处理成本。相比一下，污泥厌氧发酵液中丰富的氨氮、溶解性磷酸盐可直接作为产油微藻生长的营养源，在降低污水厂中氨、磷负荷的同时可收获高密度藻生物质。

由于污泥厌氧消化液中氨氮浓度过高，会抑制微藻生长。目前污泥厌氧消化液培养微藻研究较少，如何实现工程应用缺少有效的控制手段。

CN102746992A公开了一种利用污泥水解液异养培养小球藻的方法，1.取生活污水处理厂的剩余污泥，超声处理；2.将污泥在转速为180r/min，温度为35℃的条件下，进行厌氧水解，调pH，氮气吹脱，得污泥水解液，加入除氮磷外的微量元素和其他营养元素，进行高压蒸汽灭菌，得培养液；3.接种小球藻，然后置于振荡培养箱中进行培养，即完成小球藻的培养。

上述方法需要厌氧水解、加入微量元素和营养元素，进行高压蒸汽灭菌，过程复杂，成本高，并且废水没有资源化利用。

发明内容

本发明为解决现有淀粉加工废水产油微藻培养存在的技术问题，基于市政污水厂二级出水稀释降低氨氮浓度的方法，并结合污泥厌氧消化液特性通过大量的实验研究提出一种利用污泥厌氧消化液培养小球藻的方法。

本发明的利用污泥厌氧消化液培养小球藻的方法，包括以下步骤：

(1)废水预处理

市政污水处理厂二沉池排放的剩余污泥经厌氧消化后产生的消化液，通过预处理去处悬浮物，得到污泥厌氧发酵液，污泥厌氧发酵液与二级出水混合进行浓度调节，得到预处理废水；

所述预处理是指先沉淀再过滤。

所述厌氧消化产生的CO₂或CH₄燃烧气，进入光生物反应器补充碳源。

所述污泥厌氧发酵液中TSS浓度低于60mg/L。

所述污泥厌氧发酵液与二级出水的体积比为1:1～2。

(2)藻种驯化培养