申请日2014.06.23
公开(公告)日2014.09.03
IPC分类号C12R1/89; C12N1/12
摘要
本发明公开了一种利用抗生素厂废水培养扁圆卵形藻的培养基及培养方法，既能低成本处理抗生素厂废水，又能获得有重要饵料价值的海洋微藻。扁圆卵形藻传统上采用廖氏改良培养液并使用环形跑道池培养，生长慢、产量低、投资大、易污染、浪费土地、效益低，现在我采用白色蒸馏水桶充气培养，成本低，生长快，不易污染，且在培养基中增加了抗生素厂废水、氟硅酸钠、猪粪浸出液、甲硫氨酸、土壤浸出液、海泥浸出液、L-精氨酸、硝酸铵、尿素、氯化铵、磷酸二氢钾、羧甲基纤维素钠、海藻酸丙二醇酯、异亮氨酸等营养成分，有机和无机肥混合使用，营养更全面、均衡，扁圆卵形藻生长速度大幅提高，产量提高360%。
摘要附图
权利要求书
1.一种利用抗生素厂废水培养扁圆卵形藻的培养基，其特征在于配方如下：
抗生素厂废水100毫升，氟硅酸钠0.5毫克，猪粪浸出液2毫升，鸭粪浸出液1.2毫升，f/2维生素溶液1毫升，f/2微量元素1毫升，硬脂酸镁1毫克，甲硫氨酸0.2毫克;土壤浸出液1.4毫升，海泥浸出液1.6毫升，L-精氨酸0.5毫克，硝酸铵20毫克，尿素3毫克，氯化铵8毫克，磷酸二氢钾6毫克，麦饭石粉6毫克，920植物生长刺激素6国际单位，钛溶液1毫升，酵母浸粉8毫克，脱氧胆酸钠4毫克，山梨醇10毫克，甘露醇4毫克，羧甲基纤维素钠2毫克，海藻酸丙二醇酯3毫克，胰蛋白6毫克，过磷酸钙5毫克，三羟甲基氨基甲烷0.5毫克，天冬氨酸0.4毫克，异亮氨酸0.2毫克，臭氧消毒后的纯净海水1000毫升。
2.一种利用抗生素厂废水培养扁圆卵形藻的方法，其特征在于具体步骤如下：
培养容器为20升蒸馏水桶，该桶普通化学实验室和生物实验室均有且市场有售，高密度聚乙烯材料制成，无色或白色，有较好的透光性，以利藻类进行光合作用，靠近底部有一水龙头，水桶顶部右上角有一圆形盖子，上有旋丝，可旋转而密封，盖子打上2个孔，一个孔插入充气管，另一个孔插入排气管，充气管和排气管都是玻璃管，内径6毫米，将蒸馏水桶洗刷干净，后用蒸馏水润洗3遍，装入权利要求1所述的培养基12升，充气混合5分钟，选择生命力旺盛、无污染的扁圆卵形藻接种，接种密度6×104cell/mL，盖子上插入两根干净玻璃管，一根较长，35厘米，顶端露出盖子15厘米，下端通过料管与散气石连接，用以充气(散气石的作用是形成很小的气泡，避免大气泡或翻滚的波浪打碎藻细胞)，另一根较短，16厘米，两端露出盖子即可，用以排气，两根玻璃管同样粗细，用干净的透明胶带将两根玻璃管固定，长的玻璃管上端用料管与充气泵相连，充入混合气体，混合气体成分和体积比例是空气∶纯二氧化碳∶臭氧∶氨气=92%∶6%∶1%∶1%，连续充气，充气量不宜太大，以藻细胞浮起不下沉即可，室外培养，太阳光照射，最佳温度25±2℃，最佳光照强度5000-10000Lux，培养的前5天，水桶上方搭建一简易棚，上放置帘子遮挡光线，使光照强度维持在1500-2800Lux，避免强烈阳光对细胞造成的光伤害，第6天撤掉帘子，较强的光照有利于细胞的生长繁殖和高不饱和脂肪酸的合成，培养至第7天，停止充气，拿开盖子，补充新鲜培养基3升，以弥补蒸发掉的水分，盖上盖子，充气，继续培养，至第9天，扁圆卵形藻密度增加至450×104cell/mL，停止培养，从底部的水龙头放出藻液，将培养容器洗刷干净后，加入中药消毒液消毒30分钟，后进入下一轮培养。
所述中药消毒液由以下重量比的物质组成：每100份85%乙醇中加入以下重量份的中药材：白屈菜20～50份、忍冬藤10～20份、桉树叶15～25份、栀子5～10份、甘草5～15份，防腐辅料1-3份;中药消毒液制作方法：将新鲜白屈菜、忍冬藤、桉树叶、甘草、山栀果切碎， 于60-70℃下烘干，再用中药材粉碎机分别粉碎至80目备用，用托盘天平分别称取烘干并粉碎的白屈菜120克，忍冬藤60克，桉树叶叶60克，甘草30克，山栀果30克，防腐辅料6克，置于三角烧瓶中充分混合后，加入1000毫升85%乙醇，浸泡48小时，200筛绢过滤，将清液静置沉淀32-36小时，撇去液面漂浮物，取中上层的清液，即为复方中药消毒液，密封于黑色试剂瓶中，贴上标签，置于4℃冰箱备用。
3.根据权利要求2所述的一种利用抗生素厂废水培养扁圆卵形藻的方法，其特征在于，对选用的所述的反应器，洗刷干净后进行消毒，使用紫外灯消毒，消毒10-20分钟。
4.根据权利要求2所述的一种利用抗生素厂废水培养扁圆卵形藻的方法，其特征在于，对选用的所述的反应器，洗刷干净后进行消毒，使用高压氮气喷射消毒，消毒5-10分钟。
5.根据权利要求2所述的一种利用抗生素厂废水培养扁圆卵形藻的方法，其特征在于，对选用的所述的反应器，洗刷干净后进行消毒，使用高压二氧化碳喷射消毒，消毒5-6分钟。
6.根据权利要求2所述的一种利用抗生素厂废水培养扁圆卵形藻的方法，其特征在于，对选用的所述的反应器，洗刷干净后分两个阶段消毒，先使用高压氮气喷射消毒，消毒2-3分钟，使用高压二氧化碳喷射消毒，消毒2-3分钟，消毒完毕后再进行藻类培养。
7.根据权利要求2所述的一种利用抗生素厂废水培养扁圆卵形藻的方法，其特征在于：所述防腐辅料为食用盐。
8.根据权利要求2所述的一种利用抗生素厂废水培养扁圆卵形藻的方法，其特征在于：所述防腐辅料为出梨酸、尼泊酸乙酯、莽草酸、氢氰酸的混合物，混合比例为重量混合比1∶1∶1∶0.5。
9.根据权利要求8所述的一种利用抗生素厂废水培养扁圆卵形藻的方法，其特征在于：所述防腐辅料组分为出梨酸、尼泊酸乙酯、莽草酸、氢氰酸的混合物，混合比例为重量混合比1∶1∶1∶0.5，所述防腐辅料的制备步骤为：用托盘天平分别称取出梨酸、尼泊酸乙酯、莽草酸、氢氰酸，混合比例为重量混合比1∶1∶1∶0.5，置于三角烧瓶中充分混合后，加入混合物30-50倍体积的85%乙醇，摇匀静置沉淀12-15小时，撇去液面漂浮物，取中上层的清液，即为防腐辅料，密封于黑色试剂瓶中，贴上标签，置于3-4℃冰箱备用。
说明书
利用抗生素厂废水培养扁圆卵形藻的培养基及培养方法
技术领域
本发明属于水产养殖领域，尤其涉及一种利用抗生素厂废水培养扁圆卵形藻的培养基及 培养方法。
背景技术
抗生素是人类控制感染性疾病、保障身体健康及防治动植物病害的重要化学药物。抗菌 素生产始于二战，我国白20世纪50年代初开始生产抗生素，产量逐年增加，现已成为世界 上主要抗生素生产国之一。目前抗生素生产中在抗菌素的筛选和生产、菌种选育等方面仍存 在许多难题，原料利用率低，提炼纯度低，废水中残留抗菌素含量高，易造成严重污染。抗 生素生产包括微生物发酵、过滤、萃取结晶、化学方法提取、精制等环节。以粮食或糖蜜为 主要原料生产抗生素的废水主要来自分离、提取、精制纯化工艺的高浓度有机废水，如结晶 液、废母液、种子罐、发酵罐洗涤水及发酵罐冷却水，废水CODCr含量高、含生物毒素、色 度高、pH波动大、间歇排放，治理难度大。
目前抗生素制药废水有化学处理法、物化处理法、生物处理法及多种方法组合处理。
1、化学处理方法
在抗生素废水的化学处理方法中，臭氧氧化法能提高抗生素废水BOD5/COD比值，同时对 COD有较高去除率。Isil Akmehmet对2种人体抗生素和1种兽用抗生素废水进行了臭氧氧化 处理，并研究了pH、进水COD值和过氧化氢加入量等因素对臭氧氧化过程的影响。结果显示， 对于兽用抗生素，在臭氧用量为2.96g/L时，BOD5/COD从0.077增加至0.38，而对人 用抗生素，该比值分别是0.1和0.27。结果还显示，在不调整废水pH值情况下，3种废水 均可获得75%以上的COD去除率。缺点是工艺复杂、成本高且效果不稳定。
2、物化处理方法
由于抗生素生产废水成分复杂、有机物含量高且含抗生素残留，生化处理法过程复杂、 成本高、效果易受天气影响。采用物化方法或作为后续生化处理的预处理方法可降低水中悬 浮物并减少废水中生物抑制物质。物化法主要包括混凝、反渗透和膜过滤等步骤。该法缺点 是占地面积大，运行成本高且COD去除率较低。
3、厌氧处理方法
厌氧处理过程中起主要代谢作用的产酸菌和产甲烷菌具有不同生物学特征，故可构造不 同环境条件，利用产酸菌生长快、毒物敏感性差特点将其作为厌氧过程首段，提高废水可生 化性，减少废水对产甲烷菌的抑制作用，提高系统抗冲击负荷，进而保证处理效果稳定性。 缺点是厌氧方法处理后出水COD仍较高，出水难达标，基础建设投资大。
4、厌氧-好氧处理方法及与其它方法的组合
厌氧-好氧处理法及其与其它方法的组合处理工艺在改善废水可生化性、耐冲击性、投资 成本、处理效果等方面明显优于单独处理方法，使其成为制药废水主要处理方法。杨俊仕采 用水解酸化-AB生物法新工艺处理多品种抗生素废水，工艺流程短，节能，处理费用低。任 立人采用两相厌氧-气提与H2S气体净化-好氧生化法处理青霉素废水效果良好。在日处理 200m3废水工业系统中，废水COD总去除率达93.1%，沼气中H2S还可回收利用。买文宁采用 厌氧和好氧生物综合处理技术对年产量450t、生产乙酰螺旋霉素的华中医药集团废水进行处 理，不仅处理效果良好，每天还可回收沼气6260m3，仅此一项每年可得112.7万元。缺点是 工艺复杂，动力消耗大，操作麻烦，工程建设投资大。
为了解决目前抗生素厂废水处理技术存在的不足，我发明了一种利用抗生素厂废水培养 扁圆卵形藻的培养基及培养方法，既能低成本高效率处理抗生素厂废水，又能获得有重要饵 料价值的生物产品-扁圆卵形藻，变废为宝，化害为利，可大幅度减少废水处理费用并提高处 理效果，是抗生素厂废水处理的最佳选择。
扁圆卵形藻Cocconeis placentula是一种海洋微藻，隶属硅藻门、羽纹纲、管壳缝目、 曲壳藻科、卵形藻属。细胞长16-22微米，宽13-17微米。壳面椭圆形或近圆形，壳面花纹左 右对称。上壳和下壳花纹粗细与排列方式略有不同。上壳只有拟壳缝，下壳有壳缝、中央结 节和端结节。壳横轴略弯曲，壳环面为长方形。色素体一个，形成复大孢子繁殖，复大孢子 由一或两个细胞组成。本属共有190种，中国15种。常贴在高等藻类、水生动物或其它物体上 爬行，海、淡水均有，也有化石种类。扁圆卵形藻是鲍、海参、海胆、埋栖贝类、舔食螺类 幼体优质开口饵料，是影响幼苗成活率和体质强弱的关键，特别是在鲍苗种培养中，扁圆卵 形藻数量与质量对鲍人工育苗成败至关重要。鲍浮游幼体的附着变态率是鲍育苗的一个关键 问题，扁圆卵形藻可显著提高匍匐幼虫的变态率和成活率，为后续培养打下良好基础。鲍幼 体从附着至剥离，依赖扁圆卵形藻等底栖硅藻维持生长，扁圆卵形藻供应量直接影响鲍附着 幼体成活率和生长速度。研究报道，即使鲍附着幼体处于衰亡期，投入适量扁圆卵形藻做饵 料也会使大量幼鲍存活。另外，在海参人工育苗中，扁圆卵形藻影响海参幼虫附着与变态，藻 的数量和质量直接关系到海参育苗成败、产量高低。
扁圆卵形藻传统上采用廖氏改良培养液即KNO360毫克，Na2SiO320毫克，Na2HPO4·12H2O 40毫克，1000毫升消毒海水并使用环形跑道池培养，生长慢、产量低、投资大、易污染、浪 费土地、效益低，现在我采用白色的蒸馏水桶充气培养，成本低，生长快，不易污染，洗刷 方便，易于操作，方便灵活，而且我在培养基中增加了抗生素厂废水、氟硅酸钠、猪粪浸出 液、鸭粪浸出液、f/2维生素溶液、f/2微量元素、硬脂酸镁、甲硫氨酸、土壤浸出液、海泥 浸出液、L-精氨酸、硝酸铵、尿素、氯化铵、磷酸二氢钾、麦饭石粉、920植物生长刺激素、 钛溶液、酵母浸粉、脱氧胆酸钠、山梨醇、甘露醇、羧甲基纤维素钠、海藻酸丙二醇酯、胰 蛋白、过磷酸钙、三羟甲基氨基甲烷、天冬氨酸、异亮氨酸等营养成分，有机肥和无机肥混 合使用，营养更加全面、均衡，扁圆卵形藻生长速度大幅提高，培养周期缩短，产量提高360%。
发明内容
为了克服目前技术的不足，本发明提供了一种利用抗生素厂废水培养扁圆卵形藻的培养 基，配方如下：
抗生素厂废水100毫升，氟硅酸钠0.5毫克，猪粪浸出液2毫升，鸭粪浸出液1.2毫升，f/2 维生素溶液1毫升，f/2微量元素1毫升，硬脂酸镁1毫克，甲硫氨酸0.2毫克;土壤浸出液 1.4毫升，海泥浸出液1.6毫升，L-精氨酸0.5毫克，硝酸铵20毫克，尿素3毫克，氯化铵 8毫克，磷酸二氢钾6毫克，麦饭石粉6毫克，920植物生长刺激素6国际单位，钛溶液1毫 升，酵母浸粉8毫克，脱氧胆酸钠4毫克，山梨醇10毫克，甘露醇4毫克，羧甲基纤维素钠 2毫克，海藻酸丙二醇酯3毫克，胰蛋白6毫克，过磷酸钙5毫克，三羟甲基氨基甲烷0.5 毫克，天冬氨酸0.4毫克，异亮氨酸0.2毫克，臭氧消毒后的纯净海水1000毫升;
一种利用抗生素厂废水培养扁圆卵形藻的方法，具体步骤如下：
培养容器为20升蒸馏水桶，该桶普通化学实验室和生物实验室均有且市场有售，高密度 聚乙烯材料制成，无色或白色，有较好的透光性，以利藻类进行光合作用。靠近底部有一水 龙头，水桶顶部右上角有一圆形盖子，上有旋丝，可旋转而密封，盖子打上2个孔，一个孔 插入充气管，另一个孔插入排气管，充气管和排气管都是玻璃管，内径6毫米。将蒸馏水桶 洗刷干净，后用蒸馏水润洗3遍，装入权利要求1所述的培养基12升，充气混合5分钟，选 择生命力旺盛、无污染的扁圆卵形藻接种，接种密度6×104cell/mL;盖子上插入两根干净 玻璃管，一根较长，35厘米，顶端露出盖子15厘米，下端通过料管与散气石连接，用以充 气(散气石的作用是形成很小的气泡，避免大气泡或翻滚的波浪打碎藻细胞);另一根较短， 16厘米，两端露出盖子即可，用以排气;两根玻璃管同样粗细;用干净的透明胶带将两根玻 璃管固定;长的玻璃管上端用料管与充气泵相连，充入混合气体，混合气体成分和体积比例 是空气∶纯二氧化碳∶臭氧∶氨气=92%∶6%∶1%∶1%;连续充气，充气量不宜太大，以藻细胞浮 起不下沉即可;室外培养，太阳光照射，最佳温度25±2℃，最佳光照强度5000-10000Lux; 培养的前5天，水桶上方搭建一简易棚，上放置帘子遮挡光线，使光照强度维持在 1500-2800Lux，避免强烈阳光对细胞造成的光伤害;第6天撤掉帘子，较强的光照有利于细 胞的生长繁殖和高不饱和脂肪酸的合成;培养至第7天，停止充气，拿开盖子，补充新鲜培 养基2升，以弥补蒸发掉的水分，盖上盖子，充气，继续培养，至第9天，扁圆卵形藻密度 增加至450×104cell/mL，停止培养，从底部的水龙头放出藻液，将培养容器洗刷干净后， 加入中药消毒液消毒30分钟，后进入下一轮培养;
所述中药消毒液由以下重量比的物质组成：每100份85%乙醇中加入以下重量份的中药 材：白屈菜20～50份、忍冬藤10～20份、桉树叶15～25份、栀子5～10份、甘草5～15份，防 腐辅料1-3份;中药消毒液制作方法：将新鲜白屈菜、忍冬藤、桉树叶、甘草、山栀果切碎， 于60-70℃下烘干，再用中药材粉碎机分别粉碎至80目备用，用托盘天平分别称取烘干并粉碎 的白屈菜120克，忍冬藤60克，桉树叶叶60克，甘草30克，山栀果30克，防腐辅料6克，置于 三角烧瓶中充分混合后，加入1000毫升85%乙醇，浸泡48小时，200筛绢过滤，将清液静置沉 淀32-36小时，撇去液面漂浮物，取中上层的清液，即为复方中药消毒液，密封于黑色试剂瓶 中，贴上标签，置于4℃冰箱备用。
优选地，对选用的所述的反应器，洗刷干净后进行消毒，使用紫外灯消毒，消毒10-20 分钟。
优选地，对选用的所述的反应器，洗刷干净后进行消毒，使用高压氮气喷射消毒，消毒 5-10分钟，
优选地，对选用的所述的反应器，洗刷干净后进行消毒，使用高压二氧化碳喷射消毒， 消毒5-6分钟，
优选地，对选用的所述的反应器，洗刷干净后分两个阶段消毒，先使用高压氮气喷射消 毒，消毒2-3分钟，使用高压二氧化碳喷射消毒，消毒2-3分钟，消毒完毕后再进行藻类培 养。
优选地，所述防腐辅料为食用盐。
优选地，所述防腐辅料为出梨酸、尼泊酸乙酯、莽草酸、氢氰酸的混合物，混合比例为 重量混合比1∶1∶1∶0.5。
优选地，所述防腐辅料组分为出梨酸、尼泊酸乙酯、莽草酸、氢氰酸的混合物，混合比 例为重量混合比1∶1∶1∶0.5，所述防腐辅料的制备步骤为：用托盘天平分别称取出梨酸、尼泊 酸乙酯、莽草酸、氢氰酸，混合比例为重量混合比1∶1∶1∶0.5，置于三角烧瓶中充分混合后， 加入混合物30-50倍体积的85%乙醇，摇匀静置沉淀12-15小时，撇去液面漂浮物，取中上层的 清液，即为防腐辅料，密封于黑色试剂瓶中，贴上标签，置于3-4℃冰箱备用。
有益结果：
为了解决目前抗生素厂废水处理技术存在的不足，我发明了一种利用抗生素厂废水培养 扁圆卵形藻的培养基及培养方法，既能低成本处理抗生素厂废水，又能获得有重要饵料价值 的生物产品-扁圆卵形藻，变废为宝，化害为利，可大幅度减少废水处理费用并提高处理效果， 是抗生素厂废水处理的最佳选择。扁圆卵形藻传统上采用廖氏改良培养液即KNO360毫克， Na2SiO320毫克，Na2HPO4·12H2O40毫克，1000毫升消毒海水并使用环形跑道池培养，生长 慢、产量低、投资大、易污染、浪费土地、效益低，现在我采用白色的蒸馏水桶充气培养， 成本低，生长快，不易污染，洗刷方便，易于操作，方便灵活，而且我在培养基中增加了抗 生素厂废水、氟硅酸钠、猪粪浸出液、鸭粪浸出液、f/2维生素溶液、f/2微量元素、硬脂酸 镁、甲硫氨酸、土壤浸出液、海泥浸出液、L-精氨酸、硝酸铵、尿素、氯化铵、磷酸二氢钾、 麦饭石粉、920植物生长刺激素、钛溶液、酵母浸粉、脱氧胆酸钠、山梨醇、甘露醇、羧甲 基纤维素钠、海藻酸丙二醇酯、胰蛋白、过磷酸钙、三羟甲基氨基甲烷、天冬氨酸、异亮氨 酸等营养成分，有机肥和无机肥混合使用，营养更加全面、均衡，扁圆卵形藻生长速度大幅 提高，培养周期缩短，产量提高360%。
