申请日2018.04.16
公开(公告)日2018.08.21
IPC分类号C12N1/12; C02F3/32; C02F9/14; C12R1/89; C02F103/32
摘要
本发明公开一种用于废水烟气处理的兼养模式栅藻培养的研究方法，主要包括如下步骤：栅藻接种：将栅藻S.obliquus接种于容器内，添加BBM培养基，接种体积为10%(V接种物/V培养基)，然后置于光培养箱中培养10～15天;废水预处理：微滤去除废水中微生物和悬浮固体颗粒，并进行100～121℃高压灭菌处理;基础培养实验;兼养模式培养实验。利用栅藻在这种兼养模式下利用和处理废水烟气，不需要额外添加营养物质并且能生产具有成本效益的生物质，是一种可持续发展的双重战略。
权利要求书
1.一种用于废水烟气处理的兼养模式栅藻培养的研究方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)栅藻接种：将栅藻S.obliquus接种于容器内，添加BBM培养基，接种体积为10%(V接种物/V培养基)，然后置于光培养箱中培养10～15天;
培养条件为：温度23～27℃，白色荧光照明110～135μmol.m2.s-1并通入0.5～1.0L.min-1的过滤灭菌空气条件下培养,栅藻悬液在基体培养基中的吸光度调节为0.5～1.0;
2)废水预处理：微滤去除废水中微生物和悬浮固体颗粒，并进行100～121℃高压灭菌处理;
其中，废水来自二级城市污水和食品废水;
3)基础培养实验：在BBM培养基中，用5%的CO2合成气在以下培养条件下培养S.obliquus栅藻6～10天;
培养条件：温度23～27℃，白色荧光照明110～135μmol.m2.s-1;
4)兼养模式培养实验：
(1)在铝压密封血清瓶，加入300毫升的上述步骤2)中经灭菌处理的二级城市污水，接种3～5%(V接种物/V废水)，辅以食品废水和烟气CO2;
(2)二级城市污水滤液用食品废水稀释，设置3个不同水平的食品废水体积稀释浓度为0.5、1、2%和3个不同水平的CO2浓度为5、10、14.1%;
(3)共配制12个污水溶液：二级城市污水和食品废水体积比为100:0(二级城市污水，分别在5、10和14.1%CO2下)，99.5:0.5(食品废水0.5，在5、10和14.1%CO2下)，99:1(食品废水1，在5、10和14.1%CO2下)和98:2(食品废水2，在5、10和14.1%的CO2下);
(5)将所述污水溶液置于接种瓶中，在150rpm，27℃的水浴槽中培养，白色荧光照明强度为120μmol.m2.s-1培养6天。
2.根据权利要求1所述的一种用于废水烟气处理的兼养模式栅藻培养的研究方法，其特征在于，所述步骤2)中微滤使用0.2μm的尼龙。
3.根据权利要求1所述的一种用于废水烟气处理的兼养模式栅藻培养的研究方法，其特征在于，所述步骤3)中CO2合成气由5%CO2和95%N2组成。
说明书
一种用于废水烟气处理的兼养模式栅藻培养的研究方法
技术领域
本发明涉及生物处理废水技术领域，具体涉及一种用于废水烟气处理的兼养模式栅藻培 养的研究方法。
背景技术
近年来，微藻得到了广泛的关注，并被用于废水处理、二氧化碳减排和生物燃料生产等 过程[1]。将微藻与现有的废水处理相结合，可以有效地减少废水中污染物同时进行生物质生 产。
微藻为CO2的封存提供了多种优势，光合效率比陆生植物更高，其生物量可获得高价值 的产品。[2]从不同工业领域释放出高浓度CO2的废气，可作为一种经济的CO2源，用于微藻 的生物质生产[3]。
在兼养条件下，微藻可以通过同步呼吸和光合作用吸收无机和有机底物，同时实现光合 自养和异养生长。[4]食品废水富含氮、磷、钙、铁、铝和总有机碳等营养物质，可以作为一 种有效的有机废水来实现微藻生物质生产。[5]因此，采用食品废水和来自工业生产的高浓度 CO2的兼养培养模式，可以达到低成本效益的微藻生物量生产。
目前大部分研究主要是利用CO2与城市污水结合进行生物燃料原料的生产，将食品废水 应用于工业废水的研究非常有限。
发明内容
本发明的目的在于克服上述背景技术存在的缺陷，提供一种用于废水烟气处理的兼养模 式栅藻培养的研究方法。
为解决上述背景技术中提出的技术问题，本发明的技术方案:一种用于废水烟气处理的兼 养模式栅藻培养的研究方法，包括如下步骤：
1)栅藻接种：将栅藻S.obliquus接种于容器内，添加BBM培养基，接种体积为10%(V接 种物/V培养基)，然后置于光培养箱中培养10～15天;
培养条件为：温度23～27℃，白色荧光照明110～135μmol.m2.s-1并通入0.5～1.0L.min-1的 过滤灭菌空气条件下培养,栅藻悬液在基体培养基中的吸光度调节为0.5～1.0;
2)废水预处理：微滤去除废水中微生物和悬浮固体颗粒，并进行100～121℃高压灭菌处理[6];
其中，废水来自二级城市污水MWW和食品废水FW;
3)基础培养实验：在BBM培养基中，用5%的CO2合成气在以下培养条件下培养S.obliquus 栅藻6～10天;
培养条件：温度23～27℃，白色荧光照明110～135μmol.m2.s-1;
4)兼养模式培养实验：
(1)在铝压密封血清瓶，加入300毫升的上述步骤2)中经灭菌处理的二级城市污水MWW， 接种3～5%(V接种物/V废水)，辅以食品废水FW和烟气CO2;
(2)二级城市污水MWW滤液用食品废水FW稀释，设置3个不同水平的食品废水FW体积稀 释浓度为0.5、1、2%和3个不同水平的CO2浓度为5、10、14.1%;
(3)共配制12个污水溶液：二级城市污水MWW和食品废水FW体积比为100:0(MWW，分别 在5、10和14.1%CO2下)，99.5:0.5(FW0.5，在5、10和14.1%CO2下)，99:1(FW1，在5、 10和14.1%CO2下)和98:2(FW2，在5、10和14.1%的CO2下);
(5)将所述污水溶液置于接种瓶中，在150rpm，27℃的水浴槽中培养，白色荧光照明强度为 120μmol.m2.s-1培养6天。
所述步骤2)中微滤使用0.2μm的尼龙[7]。
所述步骤3)中CO2合成气由5%CO2和95%N2组成。
与现有技术相比，本发明具有的优点：本发明经过6天的培养得出二级城市污水(MWW) 用0.5～1%的食品废水(FW)稀释，在10～14.1%的二氧化碳下支持栅藻的最高生长0.42～0.44g.L-1，TN营养去除可达21～22mg.L-1，脂质生产率为10～11mg.L-1.d-1以及碳水化合物 生产率为13～16mg.L-1.d-1。食品废水分别将栅藻中的脂肪酸，棕榈酸和油酸含量提高到8%和 6%。因此,食品废水和废气CO2的应用可以促进栅藻生长,提高脂质/碳水化合物的生产率和污 水处理效率。
利用栅藻在这种兼养模式下利用和处理废水烟气，不需要额外添加营养物质并且能生产 具有成本效益的生物质，是一种可持续发展的双重战略。