1.一种利用藻菌共生体同步净化沼液和原沼气的系统,其特征在于,该系统的净化方法如下:
(1)混凝沉淀
沼液进入混凝沉淀池,去除沼液中存在的悬浮物质和削减沼液中的部分污染负荷,得到预处理的沼液;
(2)pH调节
预处理的沼液进入调节池,将pH调节为7.5~8.5;
(3)藻菌共生体反应净化
pH调节后的沼液进入藻菌共生体反应器进行污染物的处理,并向藻菌共生体反应器内输入原沼气,藻菌共生体反应器为密闭单元,并加入藻菌共生体,藻菌共生体的碳源由原沼气中的CO2提供,藻菌共生体对沼液和原沼气实现同步净化,使得沼液废水符合排放标准且输出高纯度的沼气;其中藻菌共生体的制备包括以下步骤:a、将微藻溶液和菌体混合,并经离心弃掉上清液,再用水冲洗,之后再与PVA和海藻酸钠搅拌混合,将混合液的pH调节至中性,并滴入CaCl2溶液形成凝胶球,最后加入Na2SO4溶液固定,得到藻菌固定化小球;b、将藻菌固定化小球在C/N为100:5~100:8及pH为7.5~8.5条件下培养,培养时间为3~4天,得到藻菌共生体;
所述微藻为小球藻或栅藻中的一种,菌剂为灵芝菌,微藻与菌剂混合的质量比为15:1~15:2.5;
该系统包括除去沼液中的悬浮物质的混凝沉淀池、对沼液进行pH值调节的调节池以及至少两个同步净化沼液和原沼气的藻菌共生体反应器,藻菌共生体反应器之间为串联式连接或/和并联式连接,混凝沉淀池、调节池和藻菌共生体反应器按照净化先后顺序顺次相连;混凝沉淀池包括按照沼液流向依次设置的絮凝剂添加区、加沙区、絮凝区以及沉淀区,絮凝剂添加区设有供沼液流入的进液口以及用于向沼液投放絮凝剂的絮凝剂投料机构,絮凝剂投料机构包括处于液面上方的储料桶一以及浸没于沼液的投料管一,储料桶一通过出料阀连接投料管一,投料管一竖直设置在絮凝剂添加区的中间位置,投料管一呈长方体,投料管一的四个侧壁上分别安装有一排喷嘴;絮凝剂添加区内还设有两个用于搅拌沼液的搅拌辊一,搅拌辊一竖直设置,投料管一处于两个搅拌辊一之间;絮凝剂添加区与加沙区通过隔板一区隔并形成供沼液通过的通道一,通道一处于隔板一的下方;加沙区的液面上方设有储存细沙的储沙斗,储沙斗的底部安装有多个间隔排列的出沙嘴;加沙区的沼液内设有至少一个用于搅拌沼液的搅拌辊二,搅拌辊二横向设置,搅拌辊二具有螺旋状的搅拌叶片;
加沙区与絮凝区通过隔板二区隔并形成供沼液通过的通道二,通道二处于隔板二的上方;
絮凝区设有向沼液投放助凝剂的助凝剂投料机构,助凝剂投料机构包括处于液面上方的储料桶二以及浸没于沼液的投料管二,储料桶二通过出料阀连接投料管二,投料管二竖直设置在絮凝区的中间位置,投料管二呈长方体,投料管二的四个侧壁上分别安装有一排喷嘴;
絮凝区与沉淀区通过隔板三区隔并形成供沼液通过的通道三,通道三处于隔板三的下方;
沉淀区包括与絮凝区直接相通的沉淀室一以及处于沉淀室一上方的沉淀室二,沉淀室一连接排污管,沉淀室一和沉淀室二通过隔板四区隔,隔板四开设有若干倾斜的曲折通道;沉淀室二的上方为出液室,出液室设有出液口,出液口通过沼液管道连接调节池的进液口,沉淀室二和出液室通过隔板五区隔,隔板五开设有若干倾斜的曲折通道;隔板一、隔板二、隔板三的表面都为凹凸状;藻菌共生体反应器包括容置沼液的反应器体以及盖设在反应器体上的盖体,盖体的顶部内壁安装有若干个作为光源的日光灯;反应器体具有器体壁部和器体底部,器体壁部固设有多个固定钩,固定钩设置在其内壁的不同高度位置,反应器体内设有多个支撑架,支撑架浸没在沼液的不同深度位置,每个支撑架的两端分别悬挂在同一高度位置的固定钩上,每个支撑架具有多个间隔设置的安装杆,每个安装杆上间隔设置有多个网笼,网笼内放置有藻菌共生体;器体壁部的上端设有沼液入口,沼液入口与调节池的出液口通过沼液管道相连接,器体壁部的下端设有沼液出口,沼液出口与排液管道相连;器体壁部开设有供臭氧通入的臭氧入口;器体底部埋设有沼气管道,器体底部上安装有多个排气阀,排气阀与沼气管道相连;盖体开设有便于提取沼液的取液口以及便于提取沼气的取气口;器体壁部开设有供排出高品质沼气的排气口,排气口与排气管道相连。
2.根据权利要求1所述的利用藻菌共生体同步净化沼液和原沼气的系统,其特征在于,藻菌共生体的制备还包括驯化步骤,驯化步骤为:将藻菌共生体加入到模拟废水溶液中,并置于温控培养箱中驯化,得到驯化后的藻菌共生体,在驯化过程中,模拟废水溶液的总氮(TN)和总磷(TP)浓度随着培养时间逐步提高,TN和TP分别由20~35mg/L和15~20mg/L逐步提高到150~130mg/L和70~90mg/L。
3.根据权利要求1所述的利用藻菌共生体同步净化沼液和原沼气的系统,其特征在于,制备藻菌固定化小球时,离心转速为2500~3000r/min,离心时间为15~20min,离心后的菌藻混合体用蒸馏水冲洗2~3次,PVA和海藻酸钠的添加比例分别为8~10%和0.45~
0.55%。
4.根据权利要求1所述的利用藻菌共生体同步净化沼液和原沼气的系统,其特征在于,制备藻菌固定化小球时,所用CaCl2溶液浓度为2~2.5%,加入CaCl2溶液后混合搅拌6~
10h;Na2SO4溶液的添加比例为9~11.5%,加入Na2SO4溶液后混合搅拌4~7h。
5.根据权利要求1所述的利用藻菌共生体同步净化沼液和原沼气的系统,其特征在于,pH调节后的沼液进入藻菌共生体反应器之前,先向藻菌共生体反应器通入臭氧灭菌,通入时间为6~8h。
6.根据权利要求1所述的利用藻菌共生体同步净化沼液和原沼气的系统,其特征在于,向藻菌共生反应器输入原沼气的方式为非连续式通入,间隔时间为2~3天。
7.根据权利要求1所述的利用藻菌共生体同步净化沼液和原沼气的系统,其特征在于,藻菌共生体反应器的数量设置为两个,两个藻菌共生体反应器串联式连接,调节池的出液口通过沼液管道连接第一个藻菌共生体反应器的沼液入口,第一个藻菌共生体反应器的沼液出口通过沼液管道连接第二个藻菌共生体反应器的沼液入口,第二个藻菌共生体反应器的沼液出口连接排液管道。
8.根据权利要求1所述的利用藻菌共生体同步净化沼液和原沼气的系统,其特征在于,絮凝剂添加区加入的絮凝剂为高分子有机絮凝剂。