申请日2014.07.22
公开(公告)日2014.12.24
IPC分类号C12N1/12; C12R1/89; C02F3/32
摘要
本申请涉及一种筛选处理油田污水微藻的方法，该方法包括如下步骤：(1)培养藻种并筛选;(2)分析各个藻种对污水的耐受性、降解性;(3)优势藻种的种属鉴别;(4)固定化藻种处理油田污水。通过耐污性比较、去污性分析，筛选出一种生存能力强且对污水处理效果最好的微藻，其来源于北京军都山，经显微拍照、形态学分析比对，判定此藻为普通小球藻;小球藻对油田污水中的共轭聚烯烃的降解效果最好、最稳定，对芳烃的有效降解时间短、降解率低，对COD的降解率也比较低，延长处理时间，芳烃、COD的浓度还会回升，故需要合理控制污水处理的时间，否则适得其反。
权利要求书
1.一种筛选处理油田污水微藻的方法，其特征在于，该方法包括：
(1)培养藻种并筛选;
(2)分析各个藻种对污水的耐受性、降解性;
(3)优势藻种的种属鉴别;
(4)固定化藻种处理油田污水。
2.根据权利要求1所述的筛选处理油田污水微藻的方法，其特 征在于，筛选的藻类取自从自然界水体中采集的藻种，分别为军都山 1、军都山2、辽河油田、文竹。
3.根据权利要求1或2所述的筛选处理油田污水微藻的方法， 其特征在于，培养藻种所用的培养基为淡水藻培养基为BG-11，咸水 藻培养基为D.M.培养基。
4.根据权利要求3所述的筛选处理油田污水微藻的方法，其特 征在于，将检测的水样和购买的藻种，放置于散射光照下进行活化一 周，之后每个水样分为3大组，每隔2天分别滴加少量的检测污水进 行驯化培养，待水样绿色较深时，分别利用含有固体BG-11培养基、 D.M.培养基的平板，采用涂布结合平板划线的方法，分离、纯化出单 一的具有一定耐污性的藻种菌落，之后通过逐级扩大培养的方式，对 纯化的藻种进行扩培，获得足量的藻液用于后续污水的处理及优化。
5.根据权利要求1或2所述的筛选处理油田污水微藻的方法， 其特征在于，微藻对污水的耐受性主要通过测定微藻的比生长速率进 行分析，比生长速率根据以下公式进行计算：μ=(lnA-lnA0)/t。
6.根据权利要求5所述的筛选处理油田污水微藻的方法，其特 征在于，具体步骤如下：
(1)分别取预处理出水、二浮出水、一级水解酸化出水以及CAST 出水等4个阶段的污水，将污水摇匀后，进行3000rpm离心5min预 处理，取上层液;
(2)将4种藻种离心后，取下层分别投加到待检测污水样品中， 测定藻种的初始光密度OD680，每个样品做三个平行;将含有污水和 藻的三角瓶用封口膜封口后，放入恒温光照培养箱内，设置1000Lux， 连续光照，26℃进行培养;
(3)10d后，测定藻种的OD680，算出各藻种光密度增加百分比。
7.根据权利要求1或2所述的筛选处理油田污水微藻的方法， 其特征在于，微藻对油田污水的降解性分析主要通过测定污水参数的 变化，包括共轭聚烯烃、芳烃、COD、BOD5、总的固体悬浮物TSS。
8.根据权利要求7所述的筛选处理油田污水微藻的方法，其特 征在于，具体步骤如下：测定前污水要经过预处理：空气压缩机、真 空抽虑瓶进行抽虑，4种藻种需培养到对数生长末期，3500rpm离心 15min，去上清，将藻泥投加到污水的250mL的三角瓶中，用封口膜 封口后置于恒温光照摇床中进行培养，每天测定OD、pH、溶解氧DO; 8000rpm离心15min后，利用0.45μm微孔滤膜过滤后取上清，测 定：表征共轭聚烯烃OD225、表征芳烃OD254、COD、总悬浮固体TSS。
9.根据权利要求1或2所述的筛选处理油田污水微藻的方法， 其特征在于，优势藻种的种属鉴别采用形态学鉴定和分子生物学鉴 定。
10.根据权利要求1或2所述的筛选处理油田污水微藻的方法， 其特征在于，固定化藻种处理油田污水具体步骤如下：
(1)用BG-11培养基进行扩培，获得足够量的藻液，并绘制微 藻的生长曲线;
(2)固定化藻的制备：配制质量分数5%的海藻酸钠溶液、质量 分数3%的CaCl2溶液，将海藻酸钠溶液与一定光密度的藻液按照体积 比1：3的比例搅拌均匀后，用1mL移液枪吸取逐滴滴入CaCl2溶液中 进行固定化，静置2个小时;
(3)用组装式生物反应器，在通空气1L/min状态下，考察微藻 对油田污水的处理效果。
说明书
一种筛选处理油田污水微藻的方法
技术领域
本申请涉及一种筛选微藻的方法，特别涉及一种筛选处理油田污 水微藻的方法。
背景技术
污水处理一般要经过三个过程：预处理，一级处理、二级处理。 预处理主要是通过格栅等设施去除污水中的大颗粒物质，之后通过一 级处理(主要是物理、化学处理过程)、二级处理(主要是生物化学 处理)，污水中的大部分有机物以及细菌、病毒等都达到了比较好的 去除效果，但当中往往还含有80%-90%的N和P，直接排出将会导致 水体的富营养化。因此，开发经济又高效的脱N除P又能降解一些有 机污染物的污水处理方法成为当前国内外研究的热点。
大量研究表明，微藻可以有效、低成本地去除污水中N和P、降 解有机物、吸附重金属离子，微藻生长速度快、单位面积产量高，微 藻藻体内含有丰富的蛋白质、维生素等，可以作为保健品、饲料、饵 料;微藻还可以用于生产生物柴油、沼气等，具有极大的潜在应用价 值。
现在的微藻污水处理设施通常采用相对较深的池塘(1-6m)。水 深过深会限制藻类生产力，但生产力并不是影响处理目标(仅取出有 机物和病原体)的关键因素。用于深度处理(包括营养元素的去除) 的池塘需要较高的藻类生产力。高生产力的藻类培养通常采用浅反应 器，如高效藻类塘(约30cm)。
封闭式光生物反应器不是污水处理的讨论重点，因为他们只有在 生产高价值产品时才具备经济可行性，如每千克生物质的价值高于 100美元，而这在污水培养中不可能实现。与其他的藻类培养系统一 样，微藻的收获是污水处理系统的关键步骤。标准方法是投加化学药 剂使藻细胞絮凝，再通过气浮或沉淀将藻细胞分离。对于生物能源的 生产而言，化学药剂的成本(0.1-0.17美元/立方米)过高。而用固 定化的微藻进行污水处理，处理稳定、处理效果高，能显著地提高污 水中N、P、COD以及金属离子的降解率，又能解决微藻培养收获难的 问题，成为当前国内外研究的重点。
由于目前固定化技术还不完善，所使用的固定化材料成本都很 高，还没有适用于微藻污水处理的高效的、具有一定规模的生物反应 器，微藻污水处理目前都还处于试验室研究阶段。
发明内容
本申请的目的是提供一种筛选处理油田污水微藻的方法。
本申请采用以下技术方案：
本申请的一方面公开了一种筛选处理油田污水的微藻的方法，该 方法包括：
(1)培养藻种并筛选;
(2)分析各个藻种对污水的耐受性、降解性;
(3)优势藻种的种属鉴别;
(4)固定化藻种处理油田污水。
进一步的，筛选的藻类取自从自然界水体中采集的藻种，分别为 军都山1、军都山2、辽河油田、文竹。
进一步的，培养藻种所用的培养基为淡水藻培养基为BG-11，咸 水藻培养基为D.M.培养基。
进一步的，检测的水样以及购买的藻种，放置于散射光照下进行 活化一周，之后每个水样分为3大组，每隔2天分别滴加少量的检测 污水进行驯化培养，待水样绿色较深时，分别利用含有固体BG-11培 养基、D.M.培养基的平板，采用涂布结合平板划线的方法，分离、纯 化出单一的具有一定耐污性的藻种菌落，之后通过逐级扩大培养的方 式，对纯化的藻种进行扩培，获得足量的藻液用于后续污水的处理及 优化。
进一步的，微藻对污水的耐受性主要通过测定微藻的比生长速率 进行分析，比生长速率根据以下公式进行计算：μ=(lnA-lnA0)/t。
进一步的，耐受性检测方法的具体步骤如下：
(1)分别取预处理出水、二浮出水、一级水解酸化出水以及CAST 出水等4个阶段的污水，将污水摇匀后，进行3000rpm离心5min预 处理，取上层液;
(2)将4种藻种离心后，取下层分别投加到待检测污水样品中， 测定藻种的初始光密度(OD680)。每个样品做三个平行;将含有污水 和藻的三角瓶用封口膜封口后，放入恒温光照培养箱内(1000Lux; 连续光照;26℃)进行培养;
(3)10天后，测定藻种的OD680，算出各藻种光密度增加百分 比。
进一步的，微藻对油田污水的降解性分析主要通过测定污水参数 的变化，包括共轭聚烯烃(225nm下吸光度表征)、芳烃(254nm吸光 度表征)、COD、BOD5、总的固体悬浮物(TSS)。
进一步的，降解性检测方法具体步骤如下：测定前污水要经过预 处理：空气压缩机、真空抽虑瓶进行抽虑，4种藻种需培养到对数生 长末期，3500rpm离心15min，去上清，将藻泥投加到污水的250mL 的三角瓶中，用封口膜封口后置于恒温光照摇床中进行培养，每天测 定OD、pH、DO(溶解氧);8000rpm离心15min后，利用0.45μm微 孔滤膜过滤后取上清，测定：OD225(表征共轭聚烯烃)、OD254(表 征芳烃)、COD、TSS(总悬浮固体)。
进一步的，藻种的种属鉴别采用形态学鉴定和分子生物学鉴定。
进一步的，固定化藻种处理油田污水具体步骤如下：
(1)用BG-11培养基进行扩培，获得足够量的藻液，并绘制微 藻的生长曲线;
(2)固定化藻的制备：配制质量分数5%的海藻酸钠溶液、质量 分数3%的CaCl2溶液，将海藻酸钠溶液与一定光密度的藻液按照体积 比1：3的比例搅拌均匀后，用1mL移液枪吸取逐滴滴入CaCl2溶液中 进行固定化，静置2个小时。
(3)用组装式生物反应器，在通空气(1L/min)状态下，考察 微藻对油田污水的处理效果。
用新鲜BG-11培养液扩培后，分为等量的2份，其中一份进行固 定化处理，另一份继续悬浮，进行油田污水的降解性对比分析。实验 数据表明，固定化处理的小球藻对油田污水4个阶段出水的芳烃、共 轭聚烯烃、COD的降解率均高于悬浮藻液对污水的处理。
小球藻对油田污水中的共轭聚烯烃的降解效果最好、最稳定，对 芳烃的有效降解时间短、降解率低，对COD的降解率也比较低，延长 处理时间，芳烃、COD的浓度还会有所升高，故需要合理控制污水处 理的时间。
藻类的收集比较困难，采用固定化技术可以克服这一困难，另外 固定化微藻对污水的处理能力高于悬浮态的微藻。