一种污养殖微藻生产家禽饲料添加剂的方法

申请号 CN201710938494.1 申请日 2017-10-11 公开(公告)号 CN107487859A 公开(公告)日 2017-12-19
申请人 广西南宁荣威德新能源科技有限公司; 发明人 覃央央;
摘要 本 发明 提供一种污 水 养殖微藻生产 家禽 饲料 添加剂的方法,通过从藻类中分离出 粗蛋白 产品和高蛋白产物,使得家禽饲料中的蛋白含量高于传统饲料,为家禽饲养提供足够的 蛋白质 ,同时该蛋白质的来源于藻类,因而可以减少玉米和 豆粕 使用量。本发明还介绍了一种污 水培 养微藻的方法,利用改性壳聚糖、改性蒙脱石制备成 吸附 膜组装而成的中空吸附柱对污水中的 金属离子 进行吸附,通过 泵 负压 作用使污水透过吸附柱,污水在吸附柱中停留,与固定化微藻 接触 ,微藻利用污水中的有机营养物质进行生长繁殖。利用该方法进行污 水处理 ,能有效的除 去污 水中的金属离子、 碳 、氮、磷等物质,同时能大规模培养微藻,达到 污水处理 与微藻培养双重目的。
权利要求

1.一种污养殖微藻生产家禽饲料添加剂的方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)在污水反应池底安装带气孔蛇形管道,气孔均朝下,蛇形管与臭发生装置连接;
(2)吸附柱的制备与安装:
a.称取50份壳聚糖,加入到60ml 95%的乙醇溶液中浸泡,恒温60℃溶胀2h;将150份香草溶解于400ml 95%的乙醇中,倒入壳聚糖的浸泡液得混合液;将混合液放置于微波快速反应装置中,设定加热温度70℃,反应10min,微波功率300w,搅拌;反应完成,冷却后过滤,乙醇洗,水洗,真空干燥至恒重,得改性壳聚糖粉末;
b.称取天然蒙脱石20份,称取天然蒙脱石质量的5%的氢氧化钠,按固液质量比1:10加入200ml蒸馏水,调节pH为5.6,在恒温水浴中60℃搅拌反应1h,在80℃下恒温干燥,细磨过
100目筛子,得到钠改性蒙脱石;
c.取细胞浓度为105/ml的微藻溶液,在无菌条件下,与海藻酸钠溶液、改性壳聚糖1:1:1混合均匀得到混合液;将混合液通过注射器滴入氯化溶液进行固化20 30min,得到海藻~
酸钙凝珠;将海藻酸钙凝珠用蒸馏水洗涤2 3次,即可得到固定化微藻胶球;
~
所述海藻酸钠浓度为20 25mg/ml;所述的氯化钙溶液浓度为18 22mg/ml;
~ ~
所述混合液与氯化钙溶液体积比为1:(1.5 2);
~
d.取聚偏氟乙烯粉末40 80份,溶于25 50份邻苯二甲酸二丁酯中,加入50 100份改性~ ~ ~
壳聚糖粉末,50 100份改性蒙脱石粉末,2 10份京尼平,在氮气保护下于210 223℃油浴中~ ~ ~
搅拌4 6h混合成均一溶液后,静置脱泡得到聚合物;将聚合物通过5‰计量精度的失重秤喂~
料机喂入双螺杆挤出机,在250 300rpm和2 5MPa的混炼捏合作用下,使物料充分混合均匀~ ~
成均一稳定的铸膜液,铸膜液通过纺丝计量以90 100g/min的速度精确计量进入喷头,内~
腔以36 50ml/min流速的氮气作为中空支撑体,经过一定高度的空气段蒸发后进入298K的~
水浴中发生相分离和固化,以25m/min的速度通过收集轮将粗中空纤维膜收集;
e.将d制备得到的粗中空纤维膜浸入95%工业乙醇中24小时,萃取邻苯二甲酸二丁酯稀释剂,期间需更换乙醇2次,确保稀释剂萃取干净,将萃取完毕的中空纤维膜用清水漂洗干净即得到中空纤维膜;
f.取中空纤维膜,组装成双层膜柱,双层膜中间留有3 7cm宽的空间,最外层膜底部设~
置有排出,得到吸附柱;
g.将多个吸附柱用架垂直固定,最里层中空部分并联与抽水泵连接,放置于反应池中;
(3)将固定化微藻细胞填充于吸附柱双层膜的中间空间,封好吸附柱;
(4)开启污水泵将污水注入反应池,待污水没至吸附柱50 70%时,停止抽水;打开臭氧~
发生装置,臭氧充气量为15 40g/h,作用时间为10 20min/h,待臭氧作用5h后,打开抽水泵,~ ~
调节流量为1 1.4L/min,工作时间15 30min,休息时间40 60min,使污水进入吸附柱与固定~ ~ ~
化微藻进行反应后,将反应后的污水排入净水池;
(5)运行4 7天后,停止充入臭氧,停止污水泵,停止抽水泵,将固定化微藻通过吸附柱~
底部排出阀排出,收集;中空纤维膜用2 5wt%HCl清洗2小时,然后用2000 3000mg/L NaClO+~ ~
1000 2000mg/L NaOH清洗2小时,每支组件清洗通量为15 30L/h,温度23 25℃,洗脱液收集~ ~ ~
后用于金属离子回收;
(6)收集固定化微藻进行破壁处理,利用热干燥将微藻干燥并粉碎,取微藻粉100~
200份,加入10 20份酶活为1400 1800U/g的纤维素酶和酶活力为60000 70000U/g的中性~ ~ ~
蛋白酶1:1组合,混匀反应4 6h后,5000 6000rpm下离心10 20分钟,得到上清液Ⅰ和沉淀Ⅰ;
~ ~ ~
(7)将上清液Ⅰ加入到等体积的4℃冷乙醇中混合12 14h后,过滤浓缩至原体积的1/5~ ~
1/4,然后进行冷冻干燥,得到微藻粉末即家禽饲料添加剂。
2.根据权利要求1所述的一种污水养殖微藻生产家禽饲料添加剂的方法,其特征在于:
吸附柱外设置有太阳能led灯,利用太阳能蓄电板提供电源,在阴雨天气时为微藻生长提供光源,所述光源强度为6000 10000lux。
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3.根据权利要求1所述的一种污水养殖微藻生产家禽饲料添加剂的方法,其特征在于:
吸附柱中固定化微藻填充量50 70%,吸附柱中空部分与两层膜中间空间部分不相通。
~
4.根据权利要求1所述的一种污水养殖微藻生产家禽饲料添加剂的方法,其特征在于:
臭氧作用时间为5h/天。
5.根据权利要求1所述的一种污水养殖微藻生产家禽饲料添加剂的方法,其特征在于:
所述的聚偏氟乙烯分子量为30KDa 40Kda,聚偏氟乙烯浓度为30 35wt%。
~ ~
6.根据权利要求1所述的一种污水养殖微藻生产家禽饲料添加剂的方法,其特征在于:
所述吸附柱制备方法中,制备生态膜液水浴温度大于或者等于制备铸膜液的水浴温度。
7.根据权利要求1所述的一种污水养殖微藻生产家禽饲料添加剂的方法,其特征在于:
邻苯二甲酸二丁酯、改性壳聚糖、改性蒙脱石粉末重量份数比为1:2:2 2:2:5。
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说明书全文

一种污养殖微藻生产家禽饲料添加剂的方法

技术领域

[0001] 本发明属于饲料生产技术及污水处理技术领域,特别涉及利用污水养殖微藻生产家禽饲料添加剂的方法。

背景技术

[0002] 家禽饲料一向用麦子、稻谷或米糠、麸皮。一般饲料组成:能量饲料,米糠、豆萁糠、柴糠和麸皮等,占50 60%;植物蛋白质饲料,豆饼、菜籽饼和仁饼,占10 20%;家禽性~ ~蛋白质饲料主要原料来自与粮食作物,不利于人类生存的长期需求。
[0003] 微藻是具有光合作用的本领的原生植物,微藻繁殖生存能极强,能够从废水中吸收各种无机元素和有机物,微藻含有多种维生素和蛋白质以及多糖物质,现有技术中,微藻养殖多处于实验室阶段,天然的微藻数量少,不适合大规模副产物的生产。
[0004] 随着我国经济发展,畜禽养殖污水、市政污水及工业污水日渐增多成为主要污染源,这些污水流量大,COD、、氮、磷含量高,同时含有各种重金属物质。传统的好气活性污泥处理技术投入成本高,运行能耗大,污泥处理麻烦,活性污泥中的生物不能完全利用污水中的物质,大部分碳、氮、磷等营养物质还残留水中。以污水作为廉价的培养基规模化养殖处理污水是国内外的研究热点。
[0005] 发明专利申请号CN201510390515.1一种废水微藻加工饲料的方法,该方法是将废水培养、收集、沉淀的微藻与玉米皮、枯草芽孢杆菌混匀后,在地面上堆积有发酵,利用发酵过程中产生的高温充分杀灭病菌;降温后有氧发酵的微藻物料再与生猪全价配合饲料混合,混合过程中添加植物乳杆菌和长柄木霉,调节水分含量至40-50%,进行厌氧发酵至pH 3.5-5.0时取出饲喂生猪。本发明提高了废水的利用率,降低了微藻的干燥费用,杀灭废水中的病原菌,提高了微藻利用的生物安全性,促进了微藻的饲料化利用。该废水微藻加工的饲料的有益菌含量升高,生猪的生产性能提高。专利申请号CN201210448432.X,一种家禽饲料及其制备方法,通过从藻类中分离出粗蛋白产品和高蛋白产物,使得家禽饲料中的蛋白含量高于传统饲料,为家禽饲养提供足够的蛋白质,同时该蛋白质的来源与藻类,因而可以减少玉米和豆粕使用量;除了生产家禽饲料之外,其副产品脱蛋白后的多糖溶液中可以进行脱色得到精制多糖。专利申请号CN201510996151.1微藻饲料添加剂及饲料,提高蛋类蛋黄中的ω-3多不饱和脂肪酸和β-胡萝卜素的含量,提高禽类的机体免疫力,促进对营养物质的消化吸收,有效提高蛋禽类的产蛋性能。
[0006] 现有技术中,利用微藻培养还处于实验室阶段,中式阶段和工业化大规模培养少有报道,利用何种物质培养微藻也是现阶段研究的热点;利用微藻处理污水是目前研究的热点,微藻利用污水中的有机物质大量繁殖,达到污水处理目的,但是微藻的收集又成为新的问题,同时,对于微藻自身营养价值的利用研究的报道目前也较少。

发明内容

[0007] 为弥补现有技术的空缺,填补利用污水养殖微藻生产家禽饲料添加剂研究少的缺陷,本发明提供一种污水养殖微藻生产家禽饲料添加剂的方法。
[0008] 利用本发明处理后的污水,BOD<110mg/L,COD<380mg/L,悬浮物<20mg/L,氮<40mg/L,总磷<4mg/L。处理后的污水可用于灌溉、养殖、清洗等;培养出来的微藻重金属含量低,蛋白质、多糖物质及其维生素物质含量均达到饲料添加剂的标准,为饲料添加剂市场提供技术支持。
[0009] 本发明是通过这样实现:(1)在污水反应池底安装带气孔蛇形管道,气孔均朝下,蛇形管与臭氧发生装置连接;
(2)吸附柱的制备与安装:
a.称取50份壳聚糖,加入到60ml 95%的乙醇溶液中浸泡,恒温60℃溶胀2h;(2)将150份香草溶解于400ml 95%的乙醇中,倒入壳聚糖的浸泡液得混合液;(3)将混合液放置于微波快速反应装置中,设定加热温度70℃,反应10min,微波功率300w,搅拌;(4)反应完成,冷却后过滤,乙醇洗,水洗,真空干燥至恒重,得改性壳聚糖粉末;
b.称取天然蒙脱石20份,称取天然蒙脱石质量的5%的氢氧化钠,按固液质量比1:10加入200ml蒸馏水,调节pH为5.6,在恒温水浴中60℃搅拌反应1h,在80℃下恒温干燥,细磨过
100目筛子,得到钠改性蒙脱石;
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c.取细胞浓度为10 /ml的微藻溶液,在无菌条件下,与海藻酸钠溶液、改性壳聚糖1:1:
1混合均匀得到混合液;将混合液通过注射器滴入氯化溶液进行固化20 30min,得到海藻~
酸钙凝珠;将海藻酸钙凝珠用蒸馏水洗涤2 3次,即可得到固定化微藻胶球;
~
所述海藻酸钠浓度为20 25mg/ml;所述的氯化钙溶液浓度为18 22mg/ml;
~ ~
所述混合液与氯化钙溶液体积比为1:(1.5 2);
~
d.取聚偏氟乙烯粉末40 80份,溶于25 50份邻苯二甲酸二丁酯中,加入50 100份改性~ ~ ~
壳聚糖粉末,50 100份改性蒙脱石粉末,2 10份京尼平,在氮气保护下于210 223℃油浴中~ ~ ~
搅拌4 6h混合成均一溶液后,静置脱泡得到聚合物;将聚合物通过5‰计量精度的失重秤喂~
料机喂入双螺杆挤出机,在250 300rpm和2 5MPa的混炼捏合作用下,使物料充分混合均匀~ ~
成均一稳定的铸膜液,铸膜液通过纺丝计量以90 100g/min的速度精确计量进入喷头,内~
腔以36 50ml/min流速的氮气作为中空支撑体,经过一定高度的空气段蒸发后进入298K的~
水浴中发生相分离和固化,以25m/min的速度通过收集轮将粗中空纤维膜收集;
e.将d制备得到的粗中空纤维膜浸入95%工业乙醇中24小时,萃取邻苯二甲酸二丁酯稀释剂,期间需更换乙醇2次,确保稀释剂萃取干净,将萃取完毕的中空纤维膜用清水漂洗干净即得到中空纤维膜。
[0010] f.取中空纤维膜,组装成双层膜柱,双层膜中间留有3 7cm宽的空间,最外层膜底~部设置有排出,得到吸附柱;
g.将多个吸附柱用架垂直固定,最里层中空部分并联与抽水泵连接,放置于反应池中;
(3)将固定化微藻细胞填充于吸附柱双层膜的中间空间,封好吸附柱;
(4)开启污水泵将污水注入反应池,待污水没至吸附柱50 70%时,停止抽水;打开臭氧~
发生装置,臭氧充气量为15 40g/h,作用时间为10 20min/h,待臭氧作用5h后,打开抽水泵,~ ~
调节流量为1 1.4L/min,工作时间15 30min,休息时间40 60min,使污水进入吸附柱与固定~ ~ ~
化微藻进行反应后,将反应后的污水排入净水池;
(5)运行4 7天后,停止充入臭氧,停止污水泵,停止抽水泵,将固定化微藻通过吸附柱~
底部排出阀排出,收集;中空纤维膜用2 5wt%HCl清洗2小时,然后用2000 3000mg/L NaClO+~ ~
1000 2000mg/L NaOH清洗2小时,每支组件清洗通量为15 30L/h,温度23 25℃,洗脱液收集~ ~ ~
后用于金属离子回收。
[0011] 该清洗工艺能提高拉伸强度的保持率为80% 82.9%。~
[0012] (6)收集固定化微藻进行破壁处理,利用热干燥将微藻干燥并粉碎,取微藻粉100 200份,加入10 20份酶活力为1400 1800U/g的纤维素酶和酶活力为60000 70000U/g的~ ~ ~ ~
中性蛋白酶1:1组合,混匀反应4 6h后,5000 6000rpm下离心10 20分钟,得到上清液Ⅰ和沉~ ~ ~
淀Ⅰ;
(7)将上清液Ⅰ加入到等体积的4℃冷乙醇中混合12 14h后,过滤浓缩至原体积的1/5~ ~
1/4,然后进行冷冻干燥,得到微藻粉末即家禽饲料添加剂;
(8)将微藻粉末添加到家禽饲料中,添加量为10% 15%,喂食家禽即可。
~
[0013] 作为本发明的进一步改进,所述改性壳聚糖的制备方法如下:(1)称取50份壳聚糖,加入到60ml 95%的乙醇溶液中浸泡,恒温60℃溶胀2h;(2)将150份香草醛溶解于400ml 95%的乙醇中,倒入壳聚糖的浸泡液得混合液;(3)将混合液放置于微波快速反应装置中,设定加热温度70℃,反应10min,微波功率300w,搅拌;(4)反应完成,冷却后过滤,乙醇洗,水洗,真空干燥至恒重,得改性壳聚糖粉末。
[0014] 香草醛接枝改性的壳聚糖,具有更好的成膜性能,同时能很好除去Cu2+、Zn2+,对有机物COD的吸附率能达到25mg/g;作为本发明的进一步改进,所述改性蒙脱石制备方法如下:
称取天然蒙脱石20份,称取天然蒙脱石质量的5%的氢氧化钠,按固液质量比1:10加入
200ml蒸馏水,调节pH为5.6,在恒温水浴中60℃搅拌反应1h,在80℃下恒温干燥,细磨过100目筛子,得到钠改性蒙脱石。
[0015] 特定配比的原料进行钠改的性蒙脱石,对Cu2+、Pb2+、Zn2+、Cd2+的吸附率分别可达99.2%、99.8%、99.5%和99.3%。
[0016] 作为本发明的进一步改进,所述固定化微藻制备方法如下:取细胞浓度为103/ml的微藻溶液,在无菌条件下,与海藻酸钠溶液、改性壳聚糖1:1:1混合均匀得到混合液;将混合液通过注射器滴入氯化钙溶液进行固化20 30min,得到海藻~
酸钙凝珠;将海藻酸钙凝珠用蒸馏水洗涤2 3次,即可得到固定化微藻胶球。所述海藻酸钠~
浓度为20 25mg/ml;所述的氯化钙溶液浓度为18 22mg/ml;所述混合液与氯化钙溶液体积~ ~
比为1:(1.5 2)。
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[0017] 作为本发明的进一步改进,所述的聚偏氟乙烯乙烯分子量为30KDa 40Kda,聚偏氟~乙烯浓度为30 35wt%。
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[0018] 聚合物分子量大小影响聚偏氟乙烯体系粘度和膜孔径大小,进而影响纯水通过率。当聚合物分子量增大,体系粘度增加,限制贫相液滴和晶核的生长,聚合物浓相固化时所对应液滴和球晶尺寸较小,对应的膜孔径较小。
[0019] 作为本发明的进一步改进,邻苯二甲酸二丁酯、改性壳聚糖、改性蒙脱石粉末重量分数比为1:2:2 2:2:5。~
[0020] 分子量为30KDa 40Kda、浓度为30 35wt%的聚偏氟乙烯乙烯,与邻苯二甲酸二丁~ ~酯、改性壳聚糖、改性蒙脱石粉末重量份数比为1:2:2 2:2:5,制备出来的膜的性能为:纯水~
通量580 800Lm-2h-1(298K),平均孔径0.101 0.115μm,拉伸强度15.2 20.4N,孔隙率70~ ~ ~ ~
80%。
[0021] 作为本发明的进一步改进,吸附柱中空部分与两层膜中间空间部分不相通。
[0022] 作为本发明的进一步改进,所述吸附柱中固定化微藻填充量50 70%。~
[0023] 作为本发明的进一步改进,所述臭氧作用时间为5h/天。
[0024] 本发明通过对壳聚糖和蒙脱石进行改性,然后与聚偏氟乙烯混合制成吸附柱膜,利用固定化微藻填充双层膜组装成的吸附柱,污水经过吸附柱外层膜的吸附作用,98%左右的重金属离子被吸附,吸附后的污水进入到吸附柱内部与固定化微藻进行反应,微藻能利用污水中的有机碳氮磷物质进行生长繁殖,进一步除去污水中的碳氮磷物质。微藻处理后的污水再次经过吸附柱内层膜后排出,几乎已经不含重金属、碳、氮、磷等污染物质。
[0025] 本发明的优点:1.利用吸附柱吸附重金属离子后的污水培养微藻,降低了重金属离子在微藻中的富集,再利用微藻生产家禽饲料添加剂,通过本发明养殖的微藻生长量大,易于收集,毒害性低,复合绿色环保、可持续发展的要求。
[0026] 2.本发明通过对壳聚糖和蒙脱石作进行改性作为膜材料,能很好的吸附重金属离子,可有效地吸附废水中铅、隔、镍、钼等重金属离子,同时蒙脱石还有除毒功能,进一步净化污水。
[0027] 3.本发明利用污水进行微藻养殖,既能对污水进行净化,又能大规模培养微藻用于饲料添加剂生产,达到了资源再利用的可持续发展要求。
[0028] 4.本发明制备的吸附柱是有机-无机杂化膜,集中了聚偏氟乙烯分离膜的优点以及壳聚糖、蒙脱石的吸附性能,膜物理性能稳定,纯水通量和亲水性有一定程度的提高。
[0029] 5.本发明的吸附柱具有耐压性能好、无需支撑体、膜组件可做成任意大小和形状、膜组件内装填密度大、单位体积膜面积和通量大等优点。附图说明
[0030] 图1是本发明吸附柱的示意图。其中1为外层中空膜,2为里层中空膜,3为填充微藻的中层部分,4为中空部分。

具体实施方式

[0031] 下面的实施例可以使本专业技术人员更全面地理解本发明,但不以任何方式限制本发明。
[0032] 实施例1本实施例用于养猪场污水处理。
[0033] 本实施例中吸附柱的制备与安装方法如下:a.取40Kda、30wt%的聚偏氟乙烯粉末80份,溶于25份邻苯二甲酸二丁酯中,加入50份改性壳聚糖粉末,50份改性蒙脱石粉末,2份京尼平,在氮气保护下于210℃油浴中搅拌4h混合成均一溶液后,静置脱泡得到聚合物;将聚合物通过5‰计量精度的失重秤喂料机喂入双螺杆挤出机,在250rpm和2MPa的混炼捏合作用下,使物料充分混合均匀成均一稳定的铸膜液,铸膜液通过纺丝计量泵以90g/min的速度精确计量进入喷头,内腔以36ml/min流速的氮气作为中空支撑体,经过一定高度的空气段蒸发后进入25℃的水浴中发生相分离和固化,以
25m/min的速度通过收集轮将粗中空纤维膜收集;
b.将d制备得到的粗中空纤维膜浸入95%工业乙醇中24小时,萃取邻苯二甲酸二丁酯稀释剂,期间需更换乙醇2次,确保稀释剂萃取干净,将萃取完毕的中空纤维膜用清水漂洗干净即得到中空纤维膜。
[0034] c.取中空纤维膜,组装成双层膜柱,双层膜中间留有7cm宽的空间,最外层膜底部设置有排出阀,得到吸附柱;d.将多个吸附柱用铁架垂直固定,最里层中空部分并联与抽水泵连接,放置于反应池中;
本实施例具体操作步骤如下:
将固定化微藻填充至吸附柱中,封好吸附柱,开启污水泵将养猪场一级格栅处理后的污水注入反应池,待污水没至吸附柱70%时,停止抽水;打开臭氧发生装置,臭氧充气量为
40g/h,作用时间为20min/h,待臭氧作用5h后,打开抽水泵,调节流量为1.4L/min,工作时间
30min,休息时间60min,使污水进入吸附柱与固定化微藻进行反应后,将反应后的污水排入净水池;运行7天后,停止充入臭氧,停止污水泵,停止抽水泵,将固定化微藻通过吸附柱底部排出阀排出,收集;中空纤维膜用2wt%HCl清洗2小时,然后用2000mg/L NaClO+1000mg/L NaOH清洗2小时,温度23℃。该清洗工艺能提高拉伸强度的保持率为80%;
收集固定化微藻进行破壁处理,利用热风干燥将微藻干燥并粉碎,取微藻粉100份,加入10份酶活力为1400U/g的纤维素酶和酶活力为60000U/g的中性蛋白酶1:1组合,混匀反应
4h后,5000rpm下离心10分钟,得到上清液Ⅰ和沉淀Ⅰ;
将上清液Ⅰ加入到等体积的4℃冷乙醇中混合12h后,过滤浓缩至原体积的1/5,然后进行冷冻干燥,得到微藻粉末即家禽饲料添加剂;
将微藻粉末添加到家禽饲料中,添加量为10%,喂食家禽即可。
[0035] 本实施例中,吸附柱中固定化微藻填充量70%。培养后的微藻浓度为4.2g/L。
[0036] 实施例2本实施例用于生活污水处理。
[0037] 本实施例中吸附柱制备与安装方法如下:a.取30Kda、35wt%聚偏氟乙烯粉末40份,溶于30份邻苯二甲酸二丁酯中,加入30份改性壳聚糖粉末,75份改性蒙脱石粉末,5份京尼平,在氮气保护下于215℃油浴中搅拌5h混合成均一溶液后,静置脱泡得到聚合物;将聚合物通过5‰计量精度的失重秤喂料机喂入双螺杆挤出机,在280rpm和4MPa的混炼捏合作用下,使物料充分混合均匀成均一稳定的铸膜液,铸膜液通过纺丝计量泵以100g/min的速度精确计量进入喷头,内腔以45ml/min流速的氮气作为中空支撑体,经过一定高度的空气段蒸发后进入298K的水浴中发生相分离和固化,以
25m/min的速度通过收集轮将粗中空纤维膜收集;
b.将d制备得到的粗中空纤维膜浸入95%工业乙醇中24小时,萃取邻苯二甲酸二丁酯稀释剂,期间需更换乙醇2次,确保稀释剂萃取干净,将萃取完毕的中空纤维膜用清水漂洗干净即得到中空纤维膜。
[0038] c.取中空纤维膜,组装成双层膜柱,双层膜中间留有3cm宽的空间,最外层膜底部设置有排出阀,得到吸附柱;d.将多个吸附柱用铁架垂直固定,最里层中空部分并联与抽水泵连接,放置于反应池中;
本实施例具体操作步骤如下:
开启污水泵将生活污水注入反应池,待污水没至吸附柱50%时,停止抽水;打开臭氧发生装置,臭氧充气量为15g/h,作用时间为10min/h,待臭氧作用5h后,打开抽水泵,调节流量为1L/min,工作时间15min,休息时间40min,使污水进入吸附柱与固定化微藻进行反应后,将反应后的污水排入净水池;
运行4天后,停止充入臭氧,停止污水泵,停止抽水泵,将固定化微藻通过吸附柱底部排出阀排出,收集,中空纤维膜用4wt%HCl清洗2小时,然后用2500mg/L NaClO+1500mg/L NaOH清洗2小时,每支组件清洗通量为22L/h,温度24℃。该清洗工艺能提高拉伸强度的保持率为
81.6%;
收集固定化微藻进行破壁处理,利用热风干燥将微藻干燥并粉碎,取微藻粉200份,加入20份酶活力为1800U/g的纤维素酶和酶活力为70000U/g的中性蛋白酶1:1组合,混匀反应
6h后, 6000rpm下离心20分钟,得到上清液Ⅰ和沉淀Ⅰ;
将上清液Ⅰ加入到等体积的4℃冷乙醇中混合14h后,过滤浓缩至原体积的1/4,然后进行冷冻干燥,得到微藻粉末即家禽饲料添加剂;
将微藻粉末添加到家禽饲料中,添加量为15%,喂食家禽即可。
[0039] 本实施例中,吸附柱中固定化微藻填充量50%,培养后的微藻细胞浓度为5.0g/L。
[0040] 实施例3本实施例用于城市污水处理。
[0041] 本实施例中吸附柱制备与安装方法如下:a.取35Kda、30wt%聚偏氟乙烯粉末80份,溶于50份邻苯二甲酸二丁酯中,加入100份改性壳聚糖粉末,100份改性蒙脱石粉末,10份京尼平,在氮气保护下于223℃油浴中搅拌6h混合成均一溶液后,静置脱泡得到聚合物;将聚合物通过5‰计量精度的失重秤喂料机喂入双螺杆挤出机,在300rpm和5MPa的混炼捏合作用下,使物料充分混合均匀成均一稳定的铸膜液,铸膜液通过纺丝计量泵以100g/min的速度精确计量进入喷头,内腔以50ml/min流速的氮气作为中空支撑体,经过一定高度的空气段蒸发后进入298K的水浴中发生相分离和固化,以25m/min的速度通过收集轮将粗中空纤维膜收集;
b.将d制备得到的粗中空纤维膜浸入95%工业乙醇中24小时,萃取邻苯二甲酸二丁酯稀释剂,期间需更换乙醇2次,确保稀释剂萃取干净,将萃取完毕的中空纤维膜用清水漂洗干净即得到中空纤维膜。
[0042] c.取中空纤维膜,组装成双层膜柱,双层膜中间留有5cm宽的空间,最外层膜底部设置有排出阀,得到吸附柱;d.将多个吸附柱用铁架垂直固定,最里层中空部分并联与抽水泵连接,放置于反应池中;
本实施例具体操作步骤如下:
开启污水泵将生活污水注入反应池,待污水没至吸附柱60%时,停止抽水;打开臭氧发生装置,臭氧充气量为25g/h,作用时间为20min/h,待臭氧作用5h后,打开抽水泵,调节流量为1.2L/min,工作时间20min,休息时间50min,使污水进入吸附柱与固定化微藻进行反应后,将反应后的污水排入净水池;
运行6天后,停止充入臭氧,停止污水泵,停止抽水泵,将固定化微藻通过吸附柱底部排出阀排出,收集;中空纤维膜用5wt%HCl清洗2小时,然后用3000mg/L NaClO+2000mg/L NaOH清洗2小时,每支组件清洗通量为30L/h,温度25℃。该清洗工艺能提高拉伸强度的保持率为
82.9%;
(6)收集固定化微藻进行破壁处理,利用热风干燥将微藻干燥并粉碎,取微藻粉150份,加入15份酶活力为1600U/g的纤维素酶和酶活力为65000U/g的中性蛋白酶1:1组合,混匀反应5h后,6000rpm下离心20分钟,得到上清液Ⅰ和沉淀Ⅰ;
(7)将上清液Ⅰ加入到等体积的4℃冷乙醇中混合14h后,过滤浓缩至原体积的1/4,然后进行冷冻干燥,得到微藻粉末即家禽饲料添加剂;
(8)将微藻粉末添加到家禽饲料中,添加量为13%,喂食家禽即可。
[0043] 本实施例中,吸附柱中固定化微藻填充量60%;培养后的微藻细胞浓度为4.0g/L。
[0044] 实施例4该实施例为不利用本发明,直接利用养猪场废水进行栅藻养殖,为实施例1的对比例。
具体方法如下:
利用养猪场的废水培养栅藻,当栅藻浓度大于2.1g/L时开始收集、沉淀,沉淀后小球藻的干物质含量为15%。将栅藻与粉碎过40目筛的玉米皮按重量比1:3混匀,混匀过程中按剂量150g/吨添加枯草芽孢杆菌(2.0×1010cfu/g),混匀后在地面堆积有氧发酵,堆积高度为
100cm,呈圆锥形,底面圆的直径为2.0 米。发酵时的环境温度为25℃。发酵第60小时检测距地面2/3高度、距物料表面20cm深处发酵温度达到60℃时(深25cm处物料温度达到72℃),此时将物料由内向外翻开后重新堆积发酵,堆积高度为仍为100cm,梯形,底面圆的直径为2.0米。发酵第6天(第二次堆积发酵的第3天)堆积物料20cm处发酵温度再次达到60℃(此时深
25cm处物料温度达到74℃)时停止,然后将物料摊开降温至25℃。
[0045] 将降温至25℃的栅藻物料再与育肥猪全价配合饲料按重量比1:3混合,混合过程中添加植物乳杆菌(含量2.0×1010cfu/g,添加量200g/吨)、长柄木霉( 含量1.5×109cfu/g,添加量200g/ 吨),调节水分含量至50%,将混合好的物料装入发酵袋,压实后进行厌氧发酵,25℃下发酵3天,检测pH(5%水溶液)3.5,取出饲喂育肥猪。
[0046] 以上实施例中处理后的污水中各物质含量如表1,污水处理后微藻干重如表2,中空纤维膜性能如表3,培养后微藻中蛋白质含量如表4。
[0047] 表1 各实施例处理后污水中各物质含量表2 各实施例污水处理后微藻干重
表3 各实施例中空纤维膜性能
表4 各实施例培养后微藻中蛋白质含量
通过表1 4中实施例1和实施例4的数据作为对比可知,相比于不使用本发明的方法对~
污水进行处理培养微藻制备的饲料添加剂,本发明制备的饲料添加中蛋白质含量要高,同时对污水的净化能力更强,处理后微藻量浓度更高。
[0048] 本发明上述实施例方案仅是对本发明的说明而不能限制本发明,在与本发明的权利要求书相当的含义和范围内的任何改变,都应当认为是包括在权利要求书的范围内。
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