本发明属于环保及新能源技术领域，具体涉及一种利用畜禽养殖沼液高产微藻的方法。
背景技术
随着畜禽养殖业规模化、集约化的发展，产生了大量养殖废水，给环境带来了极大的压力。沼气发酵是目前处理养殖废水最为经济和有效的技术之一，不仅大大减少了养殖废水的直接排放，产生的沼气还能满足养殖场的能源需求，既环保又节能。但是沼气发酵后产生的沼液中仍然含有高浓度的氮、磷以及大量的有机物，如若不经处理直接排放，不仅严重污染生态环境，还会影响人们的生活质量。
微藻是较为低等的光合自养植物，仅利用合适的光、co2和必需无机盐就可实现快速生长和繁殖，具有营养需求简单、光合作用效率高、耐污强、具有高附加值等特点。从20世纪60年代开始，微藻处理污水就已引起了广泛的关注。沼液中含有能够支持藻类生长的大量n、p和k等无机盐，是潜在的藻类优良培养基。
目前越来越多的研究将微藻应用于沼液的处理，但都存在着微藻生物量不高，沼液净化效果相对较差的问题。为了解决上述问题，需要提供一种利用畜禽养殖沼液高产微藻的方法，在处理沼液的同时，获得大量高附加值的微藻产品，降低生产成本，获得更高的经济效益，实现节能减排的绿色生产，以适于大规模的应用。
技术实现要素：
本发明目的在于提供一种利用畜禽养殖沼液高产微藻的方法，为解决目前畜禽养殖废水营养资源化利用提供更为经济、高效的方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种利用畜禽养殖沼液高产微藻的方法，其包括以下几个步骤：
(1)沼液经过絮凝沉淀以降低沼液的色度、浊度及难降解的有机质含量；
(2)絮凝沉淀后，通过自然沉降进行固液分离，液体进入调节池进行酸碱度及营养盐的调节以适于微藻的生长；
(3)将藻种接种至含bg11培养液的鼓泡式柱状反应器中，在光照强度为5000lx，温度为25℃，ph为6.5～7.5，co2体积分数为0.5％的条件下培养一段时间，待初始od680达到3.0时，终止培养，离心获得藻细胞；
(4)将离心获得的藻细胞接入经絮凝和调节后的沼液中，并在适当的条件下培养一段时间；
(5)在培养过程中，通过沼液ph及微藻生物量的变化，定期地补充碱性物质及调整光照强度；
(6)培养结束后进行固液分离，对微藻进行收集利用，液体直接排放。
作为优选，步骤(1)的沼液预处理的絮凝剂可以是壳聚糖、聚γ～谷氨酸、明矾和聚合氯化铝。
优选地，步骤(1)所选的絮凝剂为聚合氯化铝(pac)，助凝剂为阳离子聚丙烯酰胺(cpam)。
优选地，步骤(1)絮凝方法为：取一定量的沼液于预处理池中，用hc1或naoh溶液调节沼液初始ph值为5.5，加入一定量的聚合氯化铝(终浓度为200mg/l)，在l40r/min转速下搅拌1min后，再加入一定量的阳离子聚丙烯酰胺(终浓度为20.0mg/l)，在l40r/min转速下搅拌1min后，静止1～2h，取得上清作为微藻培养液。
优选地，步骤(2)通过添加碳酸钠对絮凝后的沼液进行酸碱度及营养盐的调节，其中，碳酸钠初始的添加量为1.33g/l，调节后沼液的初始ph为8.0。
优选地，步骤(3)所述的藻类为小球藻(chlorellasp.)。
优选地，步骤(4)的具体过程为：将对数期的藻细胞以0.5g/l的初始接种量接种至经预处理及营养盐调节后的沼液中，在初始ph为8.0，光照强度为5,000～15,000lx，光照时间为24h，温度为25℃，co2体积分数为0.5％，通气量为10ml/min下培养10d。
优选地，步骤(5)微藻净化沼液的过程中，需要不断的补加碳酸钠溶液以维持沼液ph在6.5～8.5范围内。
优选地，步骤(5)的光强梯度设置为：在0～2d时，光强设置为5,000lx；在2～4d时，光强为10,000lx；在4～10d时，光强为15,000lx。
本发明的有益效果在于：(1)本发明通过絮凝预处理，降低了沼液的色度及浊度，使其更适宜微藻的生长；(2)在微藻培养过程中，通过不断补加碳酸钠溶液，维持沼液ph的同时，也丰富了沼液的碳源含量，提高了微藻的生物量；(3)在微藻培养过程中，通过梯度增大光强以提高微藻的生长速度；(4)培养获得的微藻油脂含量高，可作为生物柴油原料，不会造成二次污染；(5)处理后的沼液达到了城镇二级污水的排放标准；(6)本发明实施简单、出水水质好、微藻生物量高、操作方便，实现了沼液的生态化处理，在改善环境的同时产生经济和社会效益。
附图说明
图1是本发明的具体工艺流程。
图2是本发明具体实施方式中小球藻的生长情况。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明进行详细说明，但所有实施例并不对本发明构成任何限制。
实施例
下面以某规模化养猪场沼液处理过程为例，利用本发明对沼液进行处理。
(1)沼液成分分析：取猪场沼液，测得初始cod为1504mg/l，tn为512.1mg/l，tp为118.0mg/l，nh4+-n为368.6mg/l，ph为8.0。
(2)沼液絮凝预处理：沼液进入絮凝预处理池，用hc1或naoh溶液调节沼液ph值为5.5，加入一定量的聚合氯化铝(终浓度为200mg/l)，在l40r/min转速下搅拌1min后，再加入一定量的阳离子聚丙烯酰胺(终浓度为20.0mg/l)，在l40r/min转速下搅拌1min后，静止1～2h；取得上清，测得cod为921.0mg/l，tn为480.0mg/l，tp为68.20mg/l，nh4+-n为357.7mg/l，ph为5.82。其参数变化如表1所示。
表格1絮凝前后猪场沼液参数变化
(3)酸碱度及营养盐调节：沼液上清进入微藻反应器中，并加入一定量的碳酸钠，使其初始浓度为1.33g/l，沼液初始ph为8.0。
(4)藻种扩培：小球藻在含bg11培养基的鼓泡式柱状反应器中，温度为25℃，光强为5000lx，ph为6.5～7.5，co2体积分数为0.5％下培养，获得od680为3.0的种子液；其中，bg11的配方为：硝酸钠1500mg/l，磷酸二氢钾40mg/l，七水合硫酸镁75mg/l，二水氯化钙36mg/l，柠檬酸6mg/l，柠檬酸铁铵6mg/l，乙二胺四乙酸二钠1mg/l，碳酸钠20mg/l，硼酸2.86mg/l，四水氯化锰1.86mg/l，七水硫酸锌0.22mg/l，二水钼酸钠0.39mg/l，五水硫酸铜0.08mg/l，六水硝酸钴0.05mg/l。
(5)小球藻培养耦合沼液净化：将已扩培的小球藻在5000r/mim下离心5min，经无菌水洗涤后按初始生物量为0.5g/l的接种量接入沼液中，在梯度光强为5,000～15,000lx、光暗周期比为24:0，温度为25℃，co2体积分数为0.5％，ph为6.5～8.5(通过补加碳酸钠进行ph的维持)，通气量为10ml/min的条件下培养10d。
(6)经过10d的培养，小球藻在经预处理的沼液中的生物量达到了10.84g/l，其油脂含量达到了62.63％；沼液tn、tp、nh4+-n、cod的去除率分别为96.41％、97.70％、99.42％和89.53％，各污染指标达到了城镇二级污水的排放标准。
(7)表2沼液处理前后污染指标对比
表格2沼液处理前后污染指标对比
(8)以上所述，仅是本发明的较佳实例而已，并非对本发明的技术范围作任何限制，故但凡依本发明的权利要求书和说明书所做的变化或修饰，皆应属于本发明专利涵盖的范围之内。