申请日2015.06.02
公开(公告)日2015.10.07
IPC分类号C12N1/12; C12R1/89; C02F3/32
摘要
本发明涉及一种利用污水分阶段培养微藻的方法，包括以下步骤：对污水进行稀释和灭菌后得到污水培养基;在所述污水培养基中培养抗逆性强的微藻，至微藻的生物量不再继续增加时，停止培养，过滤分离，得到抗逆性强的微藻和二次污水;调节所述二次污水中营养元素的浓度，得到二次污水培养基;在所述污水培养基中培养抗逆性弱的微藻，至微藻的生物量不再继续增加时，停止培养，过滤分离，得到抗逆性弱的微藻。本发明所述的方法既可得到多种微藻，还可起到对污水进行有效地处理，具有经济和环保两方面的意义。
权利要求书
1.一种利用污水分阶段培养微藻的方法，其特征在于，包括以 下步骤：
1)对污水进行稀释和灭菌后得到污水培养基;
2)在所述污水培养基中培养抗逆性强的微藻，至所述抗逆性强 的微藻的生物量不再继续增加时，停止培养，过滤分离，得到所述抗 逆性强的微藻和二次污水;
3)调节所述二次污水中营养元素的浓度，得到二次污水培养基;
4)在所述二次污水培养基中培养抗逆性弱的微藻，至所述抗逆 性弱的微藻的生物量不再继续增加时，停止培养，过滤分离，得到所 述抗逆性弱的微藻和处理后的污水。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述污水为沼液 或浓缩沼液出水。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤1)中 对所述污水进行稀释至污水中氨氮的浓度为80mg/L～500mg/L。
4.根据权利要求1或3所述的方法，其特征在于，所述抗逆性 强的微藻为小球藻。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述小球藻为普 通小球藻或蛋白核小球藻。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤2)中 过滤分离过程采用膜孔径为5000～15000dalton的超滤膜进行。
7.根据权利要求1或3所述的方法，其特征在于，所述步骤3) 中，调节所述氨氮的浓度为20～40mg/L。
8.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述抗逆性弱的 微藻为螺旋藻。
9.根据权利要求1或6所述的方法，其特征在于，所述步骤4) 中过滤分离过程采用孔径为25000～50000dalton的超滤膜进行。
10.根据权利要求1～9任一项所述的方法，其特征在于，包括 如下步骤：
1)对沼液或者浓缩沼液出水进行稀释至其中的氨氮浓度为80～ 500mg/L，对其进行灭菌后得到污水培养基;
2)在所述污水培养基中培养普通小球藻或核蛋白小球藻，至所 述小球藻的的生物量不再继续增加时，停止培养，过10000～ 15000dalton的超滤膜，得到小球藻和二次污水;
3)将所述二次污水与螺旋藻Zarrork培养基混合，至二次污水中 的氨氮浓度为20～40mg/L得到二次污水培养基;
4)在所述二次污水培养基中培养螺旋藻，至螺旋藻的生物量不 再继续增加时，停止培养，过30000～50000dalton的超滤膜，得到 螺旋藻和处理后的废水。
说明书
一种利用污水分阶段培养微藻的方法
技术领域
本发明属于污水处理及资源化利用领域，提供一种利用污水分 阶段培养微藻的方法。
背景技术
微藻因光合作用效率高、生长速率快、生产成本相对较低、油 脂及生物质产率高、环境效益显著(生长过程可以吸收氮、磷等营 养物质，并可以固定CO2)等优势，吸引了越来越多学者关注，并成 为了新型生物质能源领域的研究前沿和热点。
近年来，随着我国人口的增长和工农业的发展，水资源的大量 使用，致使许多江、河、湖、水库等淡水资源被污染。如何合理的 处理、以及利用这些污水资源已经成为关系环境保护和工农业生产 可持续发展的重要问题。
目前，国内外利用微藻处理污水已经有很多的研究。但是，从 已有的文献资料分析，污水的处理主要针对单次单种微藻培养。微 藻在生长过程中会消耗培养基水体中的碳氮磷等元素，在水体中碳 氮磷元素变少以后微藻就会减慢并停止生长。不同种类的微藻自身 的生长速率和抗污能力是不同的，如果结合微藻特点和污水特点在 不同的培养阶段接种不同种类的微藻，则既可实现对更多种类的微 藻的培养还可实现对污水更彻底的处理。
发明内容
(一)要解决的技术问题
针对目前利用污水对微藻培养的过程中，主要方式为单次单种培 养，存在得到的藻类资源有限，废水的处理不彻底的缺陷，本发明提 供一种利用污水分阶段培养微藻的方法。
(二)技术方案
本发明所述的利用污水分阶段培养微藻的方法，包括如下步骤：
1)对污水进行稀释和灭菌后得到污水培养基;
2)在所述污水培养基中培养抗逆性强的微藻，至所述抗逆性强 的微藻的生物量不再继续增加时，停止培养，过滤分离，得到所述抗 逆性强的微藻和二次污水;
3)调节所述二次污水中营养元素的浓度，得到二次污水培养基;
4)在所述二次污水培养基中培养抗逆性弱的微藻，至所述抗逆 性弱的微藻的生物量不再继续增加时，停止培养，过滤分离，得到所 述抗逆性弱的微藻和处理后的废水。
本发明中，所述污水为沼液或浓缩沼液出水。沼液或浓缩沼液出 水中含有大量氮磷元素，对微藻生长起抑制作用的物质含量较少，稀 释后可以满足微藻的生长所需的营养条件。
本发明中，所述步骤1)中对所述污水进行稀释至污水中氨氮的 浓度为80～500mg/L。在沼液或浓缩沼液出水中的营养元素丰富， 但是其中氨氮含量较高，过高的氨氮含量对微藻的生长具有抑制作 用，将其中的氨氮含量调节到80～500mg/L的范围内，既不会对微 生物的生长产生抑制作用，还可以保证其他营养元素的浓度满足微 藻的生长需求。
本发明中，所述抗逆性强的微藻为小球藻。优选普通小球藻或 核蛋白小球藻。小球藻具有抗逆性强，可以承受高浓度氨氮的特点， 同时，沼液或浓缩沼液出水中的主要营养元素浓度的比例同小球藻 培养基中主要营养元素的浓度比例接近，对沼液或浓缩沼液出水的 浓度调节后适合小球藻的生长。
本发明中，所述步骤2)中过滤分离过程采用膜孔径为 5000～15000dalton的超滤膜进行。小球藻为单细胞水藻类，直径约 为3～8微米，采用5000～15000dalton的超滤膜可实现有效的分离。
本发明中，所述过滤条件如下：膜的渗透流量不超过最大设计 通量的2/3，流量计流量10L/H～50L/H;水流压力为 0.01MPa～0.3Mpa。在此压力范围内可以延长滤膜的寿命，在此流量 条件下可以减少微藻过滤中电量的消耗。
本发明中，所述步骤3)中，调节所述氨氮的浓度为20-40mg/L。 氨氮的浓度为20-40mg/L可满足螺旋藻对氨氮的需求，同时也不会 因浓度过高而抑制螺旋藻的生长。
本发明中，所述抗逆性弱的微藻为螺旋藻。经小球藻处理后的 污水中营养元素的比例适合螺旋藻生长，且螺旋藻生长速率快，对 水体中氨氮的处理能力强，培养12天生物量即可累积5倍以上。
本发明中，所述步骤4)中过滤分离过程采用孔径为25000～ 50000dalton的超滤膜进行。螺旋藻为多细胞藻类，为螺旋的丝状体， 体长200～500μm，宽为5～10μm采用25000～50000dalton的超 滤膜可实现有效的分离。
本发明所述的培养方法，优选包括如下步骤：
1)对沼液或浓缩沼液出水进行稀释至其中的氨氮浓度为80～ 500mg/L,对其进行灭菌后得到污水培养基;
2)在所述污水培养基中培养普通小球藻或核蛋白小球藻，至所 述小球藻的的生物量不再继续增加时，停止培养，过10000～ 15000dalton的超滤膜，得到小球藻和二次污水;
3)将所述二次污水与螺旋藻Zarrork培养基混合，至二次污水中 的氨氮浓度为20-40mg/L得到二次污水培养基;
4)在所述二次污水培养基中培养螺旋藻，至螺旋藻的生物量不 再继续增加时，停止培养，过30000～50000dalton的超滤膜，得到 螺旋藻和处理后的废水。
(三)有益效果
本发明所述的得用污水分阶段培养微藻的方法，具有如下有益效 果：
1)根据废水的特点，在不同的阶段培养不同种类的微藻，可得 到更多种类的微藻产品，具有更高的经济效益。
2)不同种类的微藻生长所需的营养元素的浓度和种类有差别， 在污水中培养不同种类的微藻对污水的处理更彻底，经本发明所述的 微藻处理后，最后污水中的氨氮浓度为0，总氮的去除率达70%以上。
