申请日2014.11.11
公开(公告)日2015.02.18
IPC分类号C12R1/89; C12N1/20
摘要
本发明公开了一种葛仙米养殖废水回收再利用的方法，该方法包括如下步骤：通过滤网过滤去除废水中肉眼可见的颗粒物;加入壳聚糖或冲入微气泡的空气或直接静置使微小有机物颗粒沉降，释放上部的净水，沉降的有机物作为肥料或饲料、饲料添加剂;往释放的净水中加入如下质量的物质配制葛仙米培养液：磷酸氢二钾10～20mg/L、硫酸镁30～40mg/L、氯化钙10～20mg/L、硫酸铁4～6mg/L、硼酸1～2mg/L，氯化锰1～2mg/L;接种葛仙米进行培养;收获葛仙米后的培养液，重复上述步骤6-9次。本发明能够有效增加葛仙米培养液的使用周期，减少生产原料和水的排放，提高水的利用效率，降低生产成本。
权利要求书
1.一种葛仙米养殖废水回收再利用的方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)通过物理过滤方法去除葛仙米养殖废水中肉眼可见的颗粒物;
(2)通过如下方法中的一种去除步骤(1)过滤后的葛仙米养殖废水中的微小有机物颗粒：
A、往葛仙米养殖废水中加入终浓度为0.01-0.02%的壳聚糖，均匀搅拌10-20分钟，然后静置沉降20-30分钟;
B、将葛仙米养殖废水避光静止沉降2-3天;
C、往葛仙米养殖废水中冲入微气泡的空气，避光静止沉降6-12小时;
释放上部的净水，将沉降到底部的有机物经滤网过滤，挤干水分，晒干或烘干后作为植物生长肥料或者动物饲料、动物饲料添加剂;
(3)往步骤(2)释放的净水中加入如下质量的物质配制葛仙米培养液：磷酸氢二钾10～20mg/L、硫酸镁30～40mg/L、氯化钙10～20mg/L、硫酸铁4～6mg/L、硼酸1～2mg/L，氯化锰1～2mg/L;
(4)将葛仙米球形群体接种到步骤(3)配制的葛仙米培养液中进行培养，收获葛仙米群体;
(5)对于收获葛仙米群体后的培养液，重复步骤(1)—(4)，重复6-9次，用以继续培养葛仙米。
2.根据权利要求1所述的葛仙米养殖废水回收再利用的方法，其特征在于：步骤(1)中所述的物理过滤方法为先用20-30目的滤网过滤，再用60-120目的滤网过滤。
3.根据权利要求1所述的葛仙米养殖废水回收再利用的方法，其特征在于：步骤(3)所述的葛仙米培养液的pH为7.0～8.4。
4.根据权利要求1所述的葛仙米养殖废水回收再利用的方法，其特征在于：步骤(4)中葛仙米培养的条件为在5～32℃、光照强度为50～2000μmol·m-2·s-1的条件下通气培养10～20天。
说明书
一种葛仙米养殖废水回收再利用的方法
技术领域
本发明涉及藻类生物技术，更具体涉及一种葛仙米养殖废水回收再利用的方法。
背景技术
葛仙米，学名：拟球状念珠藻，是一种生长于湖北鹤峰县水稻田中的珍稀淡水经济蓝藻，春季收获;主要为球形，少数为椭圆形、纺锤形等。为湖北鹤峰县的著名特产，是传统食品，还具有良好的药用保健作用，其药用价值在《本草纲目拾遗》《全国中草药汇编》中均有记载。据传1600年前，东晋道教理论家、医药学家、炼丹术家葛洪因采用葛仙米治愈当朝皇太子之顽疾，皇感葛洪之功，遂赐名“葛仙米”，一直为专供皇宫和王府享用的珍馔。葛仙米与地木耳(N. commune)、发菜(N. flagelliforme)同属蓝藻门(Cyanophyta)蓝藻纲(Cyanophyceae)段殖藻目(Hormogonales)念珠藻科(Nostocaceae)念珠藻属(Nostoc)，是一种多细胞群体，群体外面有一共同的胶质衣鞘，易形成层状结构，呈墨绿色;野生群体直径可以达到2厘米，人工培养的葛仙米直径可以达到5厘米。现代研究结果也显示葛仙米具有良好的保健和药用功效。葛仙米的最高年产量曾达25吨，售价每公斤约为$70-120;现在由于耕作方式、农药化肥的使用，使葛仙米的产量大大降低，其年产量锐减至0.5吨，存在绝迹的可能;同时，农药化肥也使其野生资源的品质在逐年下降。野生资源的不足严重限制了葛仙米的开发利用;开展葛仙米人工培养是解决这一困境的必然选择。
目前国内和国外已经出现多家企业从事葛仙米的规模化生产，出现了几家专门从事葛仙米生产的生物技术公司。葛仙米的人工培养采用BG-110培养液(Generic assignments, strain histories and properties of pure cultures of cyanobacteria. J. Gen. Microbiol. 111: 1-61. 1979)。通常每7-20天需更换一次培养液(科研论文：①葛仙米室内规模化培养、群体显微结构及营养成分分析. 武汉植物学研究，2006，24(5)：481-484. ②Growth kinetics of 1-2 mm and 3-4 mm colonies of Nostoc sphaeroides (Cyanophyta) in outdoor culture. Biotechnology Letters, 2008 (30): 1741-1746.)，以及每次更换培养液的时候也需要消耗大量的自来水冲洗葛仙米群体和生产容器，即每生产1吨葛仙米鲜藻约需要消耗100-130立方米的自来水，这些水一般作为废水直接进行排放处理。培养葛仙米的废水中含有多种藻类、浮游动物和矿物营养(包括钠、钙、钾等离子)。目前生产厂家对葛仙米养殖废水直接排放，这不仅是生产原料的极大浪费，而且提高受纳水体的富营养化程度，造成水体污染、生态环境不断恶化。
目前尚无葛仙米养殖废水回收再利用的方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种葛仙米养殖废水回收再利用的方法，通过对葛仙米养殖废水的过滤、沉降、加入适宜浓度的无机盐配制葛仙米培养液继续培养葛仙米，能够有效增加葛仙米培养液的使用周期，降低葛仙米养殖过程中的废水排放量，减少生产原料和水的排放，降低生产成本。
为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种葛仙米养殖废水回收再利用的方法，包括如下步骤：
(1)通过物理过滤方法去除葛仙米养殖废水中肉眼可见的颗粒物。
(2)通过如下方法中的一种去除步骤(1)过滤后的葛仙米养殖废水中的微小有机物颗粒：
A、往葛仙米养殖废水中加入终浓度为0.01-0.02%的壳聚糖，均匀搅拌10-20分钟，然后静置沉降20-30分钟;
B、将葛仙米养殖废水避光静止沉降2-3天;
C、往葛仙米养殖废水中冲入微气泡的空气，避光静止沉降6-12小时;
释放上部的净水，将沉降到底部的有机物经滤网过滤，挤干水分，晒干或烘干后可以进一步用作为植物生长肥料或者动物饲料、动物饲料添加剂。
(3)往步骤(2)释放的净水中加入如下质量的物质配制葛仙米培养液：磷酸氢二钾10～20mg/L、硫酸镁30～40mg/L、氯化钙10～20mg/L、硫酸铁4～6mg/L、硼酸1～2mg/L，氯化锰1～2mg/L。步骤(2)释放的净水中含有部分尚未耗尽的无机盐，上述配方既能充分利用这些无机盐又能保持葛仙米正常生长。
(4)将葛仙米球形群体接种到步骤(3)配制的葛仙米培养液中进行培养，收获葛仙米群体。
(5)对于收获葛仙米群体后的培养液，重复步骤(1)—(4)，重复6-9次，用以继续培养葛仙米。
步骤(1)中所述的物理过滤方法优选为先用20-30目的滤网过滤，再用60-120目的滤网过滤。
步骤(3)所述的葛仙米培养液的pH优选为7.0～8.4。
步骤(4)中葛仙米培养的条件优选为在5～32℃、光照强度为50～2000μmol·m-2·s-1的条件下通气培养10～20天。
本发明相对于现有技术(申请号为99120005.5和为200310111215.2中国专利)具有如下优点和效果：申请号为99120005.5和200310111215.2的专利均是培养葛仙米的方法，其中，培养液均只使用一个培养周期(10-20天)，然后作为养殖废水直接排放，养殖废水中含大量的有机物质和生产原料，造成受纳水体的水污染和生产原料的浪费。本发明通过对葛仙米养殖废水回收再利用，根据回收废水的特点加入适量浓度的无机盐重新配制适宜的葛仙米培养液继续培养葛仙米，使葛仙米能保持正常速度生长，增加了培养液的使用周期(7-10次，120-200天)，减少了85-90%养殖废水和生产原料的排放，达到了降低生产成本的目的;这也顺应当前节能减排的社会大环境和大趋势。同时本发明操作简单，效率高，成本低廉，适合葛仙米人工规模化培养的需要。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
(1)采用物理过滤方法去除葛仙米养殖废水中的大颗粒：将BG-110培养液培养葛仙米后的养殖废水先用30目的滤网去除尺寸较大的颗粒物，再用120目的滤网去除尺寸较小的颗粒物，以去除葛仙米养殖废水中肉眼可见的颗粒物。
(2)经滤网过滤的养殖废水转入处置池中，加入终浓度为0.01-0.02%的壳聚糖进行絮凝，均匀搅拌10-20分钟，然后静置沉降20-30分钟。释放处理池上层的净水，将沉降到池底部的有机物经滤网过滤，挤干水分，烘干，用作植物生长肥料。
(3)在处理池中经过絮凝处理后释放出来的净水重新用来配制葛仙米培养液，往释放出来的净水中加入如下质量的物质：磷酸氢二钾15mg/L、硫酸镁30mg/L、氯化钙10mg/L、硫酸铁4mg/L、硼酸1mg/L，氯化锰1.5mg/L;所述的葛仙米培养液的pH值为8.3。
(4)将清洗后的葛仙米球形群体按25g/L的鲜重质量接种到由絮凝处理的净水配制的培养液中，在27℃、光照强度为1500μmol·m-2·s-1的条件下通气培养19天，然后用网孔直径为1mm的滤网收获其中的葛仙米群体，可收获150-180g/L新鲜的葛仙米群体。
(5)对于收获葛仙米群体后的培养液，重复步骤(1)—(4)，重复6-9次，用以继续培养葛仙米，葛仙米的生产率维持在6-8 g/L·Day。
实施例2
(1)采用物理过滤方法去除葛仙米养殖废水中的大颗粒：将BG-110培养液培养葛仙米后的养殖废水先用20目的滤网去除尺寸较大的颗粒物，再用100目的滤网去除尺寸较小的颗粒物，以去除葛仙米养殖废水中肉眼可见的颗粒物。
(2)经滤网过滤的养殖废水转入处置池中，在池底冲入微气泡的空气3小时，使微小的有机物颗粒粘结为较大的可见颗粒，避光静止沉降6-12小时。释放池上部的净水，将沉降到池底部的有机物经滤网过滤，挤干水分，晒干或者烘干，可用作动物饲料、动物饲料添加剂。
(3)在处理池中经过絮凝处理后释放出来的净水重新用来配制葛仙米培养液，往释放出来的净水中加入如下质量的物质：磷酸氢二钾16mg/L、硫酸镁35mg/L、氯化钙17mg/L、硫酸铁5.2mg/L、硼酸1.8mg/L，氯化锰1.5mg/L;所述的葛仙米培养液的pH值为8.0。
(4)将清洗后的葛仙米球形群体按35g/L的鲜重质量接种到由絮凝处理的净水配制的培养液中，在20℃、光照强度为300μmol·m-2·s-1的条件下通气培养15天，然后用网孔直径为1mm的滤网收获其中的葛仙米群体，可收获110-130g/L新鲜的葛仙米群体。
(5)对于收获葛仙米群体后的培养液，重复步骤(1)—(4)，重复6-9次，用以继续培养葛仙米，葛仙米的生产率可维持在5-6g/L·Day。
