申请日2016.04.07
公开(公告)日2016.08.10
IPC分类号C02F3/32
摘要
本发明提供一种微小小球藻(Chlorella minutissima)HB‑1在净化处理养猪污水厌氧出水中的应用。本发明的微小小球藻(Chlorella minutissima)HB‑1具有自絮凝特性，对养猪污水厌氧出水具有良好的净化作用，能够有效的去除氨氮、TN、TP和COD。因此，本发明的微小小球藻(Chlorella minutissima)HB‑1能在养猪污水厌氧出水的净化处理中进行应用。
权利要求书
1.微小小球藻(Chlorella minutissima)HB-1在净化处理养猪污水厌氧出水中的应用。
说明书
自絮凝微小小球藻HB-1在净化养猪污水厌氧出水中的应用
技术领域：
本发明属于污水处理领域，具体涉及自絮凝微小小球藻HB-1在净化养猪污水厌氧出水中的应用。
背景技术：
随着我国养猪业集约化和规模化的快速发展，规模化猪场排放的粪尿污水也在剧增。粪尿污水经厌氧发酵处理，大部分有机质得到去除，但N、P和COD等指标仍很高，如果大量未经后续处理的高浓度厌氧出水直接排放，必然对环境造成巨大破坏。目前，厌氧出水的后续处理方法主要有序批式活性污泥法或者间歇式活性污泥法(SBR)和生物接触氧化法等工艺，但其工艺复杂、耗能和成本较高。因而，探寻厌氧出水的其它深度处理方法显得尤其重要和紧迫。
微藻(Microalgae)具有生长速率快、光合效率高、易于培养、生长周期短等特点，在生长的过程中能够吸收污水中的N、P等元素，对水体起到净化效果。此外，微藻藻体富含蛋白质、维生素和氨基酸等营养物质，可作为优质饵料和饲料添加剂，具有经济价值。养猪污水厌氧出水中富含C、N、K、P、Cu、Fe、Zn和Ca等营养元素，为微藻的生长提供养料。利用微藻对养猪污水厌氧出水进行净化，可实现污水无害化处理、水资源循环利用和微藻生物转化的多重效果，具有操作简单、能耗低、投入少和经济效益高等的特点，易推广应用。由于微藻细胞一般小于30μm，带负电荷，密度接近于水，这些特性使得微藻细胞在水中往往处于稳定的悬浮状态，很难像活性污泥那样通过重力沉淀而实现自然分离。目前，微藻采收方法主要有离心、过滤、絮凝、气浮等，采收环节占整个微藻生物量成本的20%-30%甚至更高，是限制其工业化应用的瓶颈。
微小小球藻(Chlorella minutissima)是小球藻属(Chlorella)的一个种。小球藻(Chlorella)是绿藻小球藻科中的一个重要属，包括微小小球藻(Chlorella minutissima)、椭圆小球藻(Chlorella ellipsoidea)、小球藻(Chlorella vulgaris)和蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidosa)等约10个种。目前以微小小球藻为原料进行生物燃料生产的研究报道较多，但未见其在养猪污水厌氧出水净化中的研究报道。
发明内容：
本发明的目的是提供自絮凝微小小球藻(Chlorella minutissima)HB-1在净化处理养猪污水厌氧出水中的应用。
本发明的微小小球藻(Chlorella minutissima)HB-1具有自絮凝特性，对养猪污水厌氧出水具有良好的净化作用，能有效的去除氨氮、TN、TP和COD。因此，本发明的微小小球藻(Chlorella minutissima)HB-1能在养猪污水厌氧出水净化处理中应用。
本发明的微小小球藻(Chlorella minutissima)HB-1于2015年03月25日保藏于福建省微生物研究所的保藏中心，其保藏号为：FIM-201503250001。该保藏中心的菌株是对外销售的，因此本领域技术人员可以自2015年03月25日之后从该保藏中心购买到该菌株。
本发明的微小小球藻(Chlorella minutissima)HB-1还于2015年05月19日公开非专利文献中(网页)，其网址为：http://www.fjim.org.cn/kytd/ktz/getNews.jsp?newsid=220，该藻种申请人本人也持有，并保证自申请日起20年内向公众提供。
具体实施方式：
以下实施例是对本发明的进一步说明，而不是对本发明的限制。
实施例1微小小球藻(Chlorella minutissima)HB-1的培养及自絮凝特性的分析
从真空冷冻干燥管中挑取少量微小小球藻HB-1藻种，加入到盛有200mL生长培养基的三角瓶中，光照度5000lx，光暗周期为12h亮/12h暗，26℃培养，每天摇动三角瓶2～3次。3～5d后可观察到培养液颜色逐渐变绿。待生长至对数生长期，得到种子液(藻液)，量取80mL藻液，震荡30s混合均匀，吸取5mL，立即在680nm下测定藻液此时的OD(t0)值。余下藻液静置60min，取同样液面高度的藻液，测定此时的OD(t1)值。设三个平行对照组。按如下公式计算藻体自絮凝(自沉降)活性。
结果表明，室温静置60min，微小小球藻HB-1的絮凝率可达80%以上。
生长培养基组分：葡萄糖3.0g，酵母粉0.2g，蛋白胨1.5g，乙酸钠1.6g，氯化钠0.6g，磷酸氢二钾0.5g，七水合硫酸镁1.5g，氯化铵1.9g，微量元素液1mL，余量为水，定容至1L，NaOH或HCL调节pH至6.0～7.5。分装于500mL三角瓶中。121℃高压灭菌15min。微量元素母液：MnCl2·4H2O 12.98g，CuSO4·5H2O 1.83g，ZnSO4·7H2O 3.20g，定容到1L。
实施例2自絮凝微小小球藻HB-1对养猪污水厌氧出水的驯化试验
对微小小球藻HB-1进行猪场污水厌氧出水的驯化培养：取实施例1的微小小球藻HB-1的种子液20mL，8000r/min离心5min，弃上清液得到藻体，藻体接种到200mL驯化培养基1(体积比，10%养猪污水厌氧出水+80%H2O+10%生长培养基(同实施例1))中，光照度5000lx，光暗周期为12h亮/12h暗，26℃培养，每天摇动三角瓶2～3次，可观察到培养液颜色逐渐变绿，待其生长至对数期再接种到驯化培养基2(体积比，20%养猪污水厌氧出水+70%H2O+10%生长培养基)中驯化。逐步提高驯化培养基中养猪污水厌氧出水的比例，并同步镜检观察藻体细胞的存在。经过驯化后，微小小球藻HB-1可以耐受浓度为体积分数40%的养猪污水厌氧出水。由此得到经过驯化的能耐受高浓度的养猪污水厌氧出水的自絮凝微小小球藻HB-1。
实施例3自絮凝微小小球藻HB-1对养猪污水厌氧出水的净化试验
取经过驯化的耐受高浓度厌氧出水的自絮凝微小小球藻HB-1藻液，按1～2%的体积百分比加入到盛有200mL生长培养基(同实施例1)的三角瓶中，光照度5000lx，光暗周期为12h亮/12h暗，26℃培养，每天摇动三角瓶2～3次，培养至对数生长期。取50mL藻液，8000r/min离心5min，弃上清液得到藻体。藻体接入1L处理液(按体积百分比配制40%养猪污水厌氧出水+60%H2O，同时以0.1～0.3g/L的质量百分比添加葡萄糖)中作为实验组，同时以不添加藻体的作为空白对照组，均设立三个平行实验。光照度5000lx，光暗周期为12h亮/12h暗，26℃培养，采用间歇式曝气方式，即曝气2h，停1h。4d后取样测定水体中氨氮、TN、TP和COD的含量。
结果发现，接种有自絮凝微小小球藻HB-1的实验组，其养猪污水厌氧出水中的氨氮平均去除率为83%，TN平均去除率为70%，TP平均去除率为69%，COD平均降解率为67%。藻体自然静置60min，絮凝率可达80%以上。藻体粗蛋白含量为60%左右。藻体生物量(干重)可达1.8～2.0g·(L·d)以上。而未接种自絮凝微小小球藻HB-1的空白对照组，其氨氮、TN、TP和COD的含量没有明显变化。
上述试验结果表明，微小小球藻HB-1对养猪污水厌氧出水具有良好的净化效果，利用HB-1的自絮凝的特性，可以快速有效地进行藻细胞的采收。藻细胞采收后可用作生物饵料或饲料添加剂，实现养猪污水厌氧出水无害化处理、水资源循环利用和微藻生物转化的多重效果。