CN106011122A - 一种藻类生物膜的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于环境保护技术领域，具体涉及一种藻类生物膜的制备方法及其在处理污水中的应用。其具体步骤包括载体的预处理、藻类的培养、藻类的驯化以及制备藻类生物膜四个方面。本发明的一种藻类生物膜的制备方法，制备成本低廉、原料易得且易于回收藻类生物量，制备得到的藻类生物膜在污水处理中能起到高效脱氮除磷的作用，在满足一般污水处理目的的同时，不仅可弥补悬浮藻系统存在的藻密度低、水力停留时间长、藻水难分离及悬浮物(SS)过高、资源回收率低等不足，还具有节约固定化药剂成本、削弱固定化药剂对藻类活性的影响、重复使用固定化载体等优点。

Description

一种藻类生物膜的制备方法
技术领域
本发明属于环境保护技术领域，具体涉及一种藻类生物膜的制备方法及其在处理污水中的应用。
背景技术
人们在日常生活中产生了大量的生活污水，而这些污水中含有大量富含氮、磷的有机物，若这些生活污水未经过脱氮除磷处理，在氮、磷元素含量很高的情况下就直接排放到河流中，会造成河水中的氮、磷元素含量的增加，而水中的氮、磷污染物含量增加会造成水中藻类及其他浮游生物的过量繁殖，增加水中有机物的含量、产生藻毒素、影响水的景观效果和可利用性，引起水体溶解氧量下降，水质恶化，出现水体富营养化现象，进而影响到社会经济发展和人们日常生活。水体富营养化是当今世界水环境污染防治的一个重要难题，其发生频率逐年递增、危害程度也越来越严重，并且趋于世界化，已成为全球性的环境问题，亟待解决。
为了防止河水中的氮、磷元素含量的增加，防治水体富营养化现象的发生，需要从源头上进行预防，因此，对于排入河流中的生活污水，有必要进行脱氮除磷处理。目前，我国城市污水处理技术主要包括活性污泥法以及生物膜法等，这些方法虽然能除去污水中大部分的有机污染物，但是对氮、磷等营养物质的除去率较低，出水中的氮、磷等营养物质含量还是较高。因此，寻求一种对生活污水能起到高效脱氮除磷作用的污水处理方式是有很重要的。藻类的大量繁殖无疑给生态环境和社会生活带来了巨大的威胁，然而若对藻类合理利用，也能成为一种潜在的生物资源，事实证明亦是如此。目前利用藻类技术处理生活污水的主要包括悬浮藻技术、藻类固定化技术以及“活性藻”技术。虽然运用这些技术进行处理生活污水可减少出水中氮、磷污染物的浓度，但存在诸多缺陷，如浮游藻类生物，化学药剂和微生物制剂的加入造成二次污染，严重影响了出水水质，而悬浮藻技术在实际应用中，藻水分离难、资源回收率低。
藻类生物膜属于藻类的附着固定，指藻类在静电作用下络合到固定载体表面，或在胞外分泌物的黏附作用下附着到载体表面所形成的生物膜，是一种新型的污水脱氮除磷技术，藻类生物膜技术不仅可节约固定化药剂的成本而且藻类的接种、培养和收获简便，固定化载体可重复使用。在藻类生物膜的研究方面，检索到相关文献如下：
1、【作者】魏群，胡智泉，肖波等，【题名】利用藻类生物膜技术处理生活污水研究[J].中国给水排水，2008.24（5）:27-30.摘要：采用藻类生物膜工艺处理生活污水，着重考察了对氮、磷的去除效果。结果表明，在静态试验中，当光照度为3500lx时藻类生物膜工艺对氮、磷的去除效果明显，对总磷、TN、氨氮、COD的去除率分别达到了98.17％、88％ 、89％、93．61％。在 24 d 的动态连续流试验中，当水力停留时间为5d 时藻类生物膜装置处理效果稳定，其中出水 TP平均浓度为0.42 mg/L，平均去除率达到了95.38％；出水TN 和N H3-N 平均浓度分别为4.22mg/L 和2.16 mg/L，平均去除率分别为83.93％和 82．38％；出水COD平均浓度为38.34 mg/L ，平均去除率达到 了92.31％。 出水 TP、TN、氨氮和 COD 浓度均达到 了《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918- 2002)的一级 A 标准。
2、【作者】魏群，郭莉娜，孙红云等，【题名】藻类生物膜制备优选实验研究[J]. 广西大学学报 ：自然科学版，2014.39（3）:563-569.摘要：为了制备和优选高效脱 氮除磷的藻类生物膜 ，在 室温 和光 强 3 500 lx 的连续光 照条件下 ，将水华鱼腥藻(Anabaenaf l os—aquae)、斜生栅藻(Scenedesm us obliquus)和阿氏颤藻(Oscillatoria agardhii) 与软性载体 、半软性载体和立体弹性载体分别组合制备出9种不同的藻类生物膜，根据其在7d 实验过程中对氨氮(NH4 +-N )和总磷(TP )的去除效果以及藻类生物膜脱氢酶活性和胞外多糖含量等指标优选氮、磷去除效果最佳的藻类生物膜。结果表明：水华鱼腥藻与立体弹性载体组合制备的藻类生物膜是最佳的，其在第7天对污水中NH4 +-N、TP 的去除率分别可达 93．56％和 92.23％，高于其他组合的，此时污水中NH4 +-N和 TP 浓度分别为1.28 mg/L 和 1.01 mg/L；该藻类生物膜的脱氢酶活性与胞外多糖含量也高于其他组合 ，分别为42.18 (h·m2 )和0．995 7 g/m2；该藻类生物膜对NH4 +-N、TP 的去除率与其脱氢酶活性和胞外多糖含量呈线性相关性。
上述的两篇文献虽然在藻类生物膜的制备以及其在处理污水方面有一定的说明，但是对具体的细节未能描述清楚，而目前国内在藻类生物膜方面的研究还是比较少的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种成本低廉、易于回收藻类生物量、并能在污水处理中达到高效脱氮除磷作用的的藻类生物膜的制备方法及其应用。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种藻类生物膜的制备方法，制备步骤如下：
（1）载体预处理：将生物膜载体浸泡在0.05-1.5mol/L的NaHCO3溶液中，浸泡时间：23-25小时，然后用水冲洗3-5遍，将得到的生物膜载体在浓度为0.05-2.0mg/L的盐酸中浸泡11-14小时，用去离子水冲洗并晾干；这一过程可以去除生物膜载体表面氮磷等营养元素的影响；
（2）藻类的培养：配制BG11培养基，然后分装到至锥形瓶中，将经高压灭菌处理并冷却后的培养基，放入超净工作台中紫外灭菌28-35min，然后将微藻接种到培养基中，在连续光照强度为4000lx、温度为25±2℃的条件下，预培养12d，使藻类生长达到对数期；
（3）藻类的驯化：用模拟生活废水，对BG11培养基进行置换，每天置换溶液体积的1/6，直至全部置换，使藻类适应模拟废水环境；
（4）制备藻类生物膜：将一定量预处理后的生物膜载体放置于反应器中，并加入适量BG11培养基，将驯化完成的藻类接种至反应器中，在连续光照强度为4000lx、温度为25±2℃的条件下，静态培养12-24小时，待载体表面充满气泡，挂膜完成，即可制得藻类生物膜。
上述藻类生物膜的制备方法中，所述的生物膜载体是以聚烯烃类纤维、聚丙烯与聚乙烯合成纤维、醛化纤伦和天然纤维中的一种或多种为原料制成的网状的载体。
上述的藻类生物膜的制备方法中，步骤（2）藻类的培养的具体培养步骤为：
a、BG11培养基母液的配制：按照BG11培养基基本组分配方准确称量药品，分别以去离子水溶解，使用时按用量量取相应的体积；
b、培养基的配制：量取所需体积的培养基母液，搅拌均匀后利用1mol/L的 NaOH溶液或HCl溶液调解pH 至7.1±0.2，得到培养基；
c、培养基的灭菌：将培养基分装至锥形瓶中，加入到锥形瓶中的培养基的总体积小于锥形瓶容量的2/3；将分装好培养基的锥形瓶塞紧棉塞、以双层牛皮纸封紧；
d、接种：将经高压灭菌处理并冷却后的培养基，与接种过程所需用具酒精灯，酒精喷雾以及量筒，一并放入已预热的超净工作台中紫外灭菌28-35min,以微藻液:培养基为1-2:10的体积比将微藻接种到培养基，摇匀；
e、预培养：在连续光照强度为4000lx、温度为25±2℃的条件下，预培养12d，使藻类生长达到对数期，培养过程中，每日摇瓶3-5次。
上述的藻类生物膜的制备方法，所述的微藻（购自中科院水生生物所）的种类为蛋白核小球藻、水华鱼腥藻、鞘藻、水网藻、斜生栅藻或阿氏颤藻。所述的模拟生活废水是以BG11为基础的无氮磷培养基，再添加适量的氮源（NaNO3、NH4Cl）或磷源（KH2PO4）配置而成。
上述的藻类生物膜的制备方法，制备得到的藻类生物膜的厚度为90-100μm，藻类大量的附着于载体上，挂膜效果很好，藻类生物膜表面凹凸不平，比表面积大，藻细胞直接相互连接，构成丰富的网状结构；
本发明藻类生物膜的制备方法，制备得到的藻类生物膜在处理生活污水中的应用，污水在藻类生物膜反应器中的水力停留时间为3-6天。
本发明藻类生物膜的制备方法，制备得到的藻类生物膜在处理高氮磷生活废水或食品工业废水中的应用。制备得到的藻类生物膜用于生活污水的处理，对总磷和总氮的去除效率都能达到90%以上，其出水总磷、总氮、氨氮和COD 浓度均达到了《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB l89l8- 2002的一级 A 标准。
本发明中所用的生物膜载体是以聚烯烃类纤维、聚丙烯与聚乙烯合成纤维、醛化纤伦或天然纤维为原料制成的网状的载体，以这些原料制成的生物膜载体具有透光性好、气、水、生物膜交换充分，活性与空隙可变性良好，比表面积大，散热性能高，布水、布气性能好，切泡效果好，适应性强、耐冲击负荷，空隙可变且不易堵塞等优点，用来制备藻类生物膜，能够很好的弥补藻水难分离的缺陷，且重复使用率高。
本发明的有益效果为：
1、本发明提供的藻类生物膜的制备方法及其应用，制备成本低廉、原料易得且易于回收藻类生物量，制备得到的藻类生物膜在污水处理中能起到高效脱氮除磷的作用，在满足一般污水处理目的的同时，不仅可弥补悬浮藻系统存在的藻密度低、水力停留时间长、藻水难分离及悬浮物( SS) 过高、资源回收率低等不足，还具有节约固定化药剂成本、削弱固定化药剂对藻类活性的影响、重复使用固定化载体等优点。
2、本发明通过藻类富集及藻类附着形成的藻类生物膜反应器对高氮磷的生活废水进行处理，不仅能高效的处理废水，对总磷和总氮的去除效率都能达到90%以上，其出水总磷、总氮、氨氮和COD 浓度均达到了《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB l89l8- 2002的一级 A 标准，而且具有成本低廉、无污染、易获得、净化能力强等诸多优点。本发明制备得到的藻类生物膜不仅可以应用在生活污水的处理上，还可用于富营养化湖泊的治理以及其它水体的生态修复中。
3、适应性广，水质显著提高。 本发明主要是利用藻类生物膜自身的新陈代
谢，达到脱氮除磷的目的，适用于所有对藻类无毒害作用的污水，适用性广；另外，经处理后的水体富氧率高，有利于水质的显著提高，改善河流、湖泊等受纳水体的水质情况。
附图说明
图1为本发明制备得到的藻类生物膜在扫描电镜下放大500倍观测到的表面结构图，从图1中可以看出，藻类大量的附着于载体上，挂膜效果很好，藻类生物膜表面凹凸不平，比表面积大，藻细胞直接相互连接，构成丰富的网状结构；
图2为本发明制备得到的藻类生物膜在扫描电镜下的断面结构图，结合扫描电镜的结果分析计算可以得出，本发明制备得到的藻类生物膜的厚度为90-100μm。
具体实施方式
实施例1
一种藻类生物膜的制备方法，其制备步骤如下：
（1）载体预处理：将生物膜载体浸泡在0.05mol/L的NaHCO3溶液中，浸泡时间：25小时，然后用水冲洗3遍，将得到的立体弹性载体在浓度为2.0mg/L的盐酸中浸泡11小时，用去离子水冲洗并晾干；
（2）藻类的培养：
a、BG11培养基母液的配制：按照BG11培养基基本组分配方准确称量药品，分别以去离子水溶解，使用时按用量量取相应的体积；
b、培养基的配制：量取所需体积的培养基母液，搅拌均匀后利用1mol/L的 NaOH溶液调解pH 至7.1，得到培养基；
c、培养基的灭菌：将培养基分装至锥形瓶中，加入到锥形瓶中的培养基的总体积小于锥形瓶容量的2/3；将分装好培养基的锥形瓶塞紧棉塞、以双层牛皮纸封紧；
d、接种：将经高压灭菌处理并冷却后的培养基，与接种过程所需用具酒精灯，酒精喷雾以及量筒，一并放入已预热的超净工作台中紫外灭菌28min,以微藻液:培养基为1:10的体积比将微藻接种到培养基，摇匀；
e、预培养：在连续光照强度为4000lx、温度为25℃的条件下，预培养12d，使藻类生长达到对数期，培养过程中，每日摇瓶3次；
（3）藻类的驯化：用模拟生活废水，对BG11培养基进行置换，每天置换溶液体积的1/6，直至全部置换，使藻类适应模拟废水环境；
（4）制备藻类生物膜：将一定量预处理后的生物膜载体放置于反应器中，并加入适量BG11培养基（使培养基快要浸没生物膜载体），将驯化完成的藻类接种至反应器中，在连续光照强度为4000lx、温度为25℃的条件下，静态培养12小时，待载体表面充满气泡，挂膜完成，即可制得藻类生物膜。
上述藻类生物膜的制备方法中，所述的生物膜载体是以聚烯烃类纤维为原料制成的网状的载体。
所述的微藻的种类为蛋白核小球藻（购自中科院水生生物所）；所述的模拟生活废水是以BG11为基础的无氮磷培养基，再添加适量的氮源（NaNO3、NH4Cl）或磷源（KH2PO4）配置而成。
上述的藻类生物膜的制备方法，制备得到的藻类生物膜的厚度为90μm，藻类大量的附着于载体上，挂膜效果很好，藻类生物膜表面凹凸不平，比表面积大，藻细胞直接相互连接，构成丰富的网状结构；制备得到的藻类生物膜在处理生活污水中的应用，污水在藻类生物膜反应器中的水力停留时间为6天。
上述制备得到的的藻类生物膜在处理生活污水中的应用，用于处理高氮磷生活废水或食品工业废水，对总磷和总氮的去除效率都能达到90%以上，其出水总磷、总氮、氨氮和COD 浓度均达到了《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB l89l8- 2002的一级 A 标准。
实施例2
一种藻类生物膜的制备方法，其制备步骤如下：
（1）载体预处理：将生物膜载体浸泡在0.25mol/L的NaHCO3溶液中，浸泡时间：24.5小时，然后用水冲洗4遍，将得到的半软性载体在浓度为1.7mg/L的盐酸中浸泡11.5小时，用去离子水冲洗并晾干；
（2）藻类的培养：
a、BG11培养基母液的配制：按照BG11培养基基本组分配方准确称量药品，分别以去离子水溶解，使用时按用量量取相应的体积；
b、培养基的配制：量取所需体积的培养基母液，搅拌均匀后利用1mol/L的 HCl溶液调解pH 至6.9，得到培养基；
c、培养基的灭菌：将培养基分装至锥形瓶中，加入到锥形瓶中的培养基的总体积小于锥形瓶容量的2/3；将分装好培养基的锥形瓶塞紧棉塞、以双层牛皮纸封紧；
d、接种：将经高压灭菌处理并冷却后的培养基，与接种过程所需用具酒精灯，酒精喷雾以及量筒，一并放入已预热的超净工作台中紫外灭菌30min,以微藻液:培养基为1.5:10的体积比将微藻接种到培养基，摇匀；
e、预培养：在连续光照强度为4000lx、温度为23℃的条件下，预培养12d，使藻类生长达到对数期，培养过程中，每日摇瓶4次；
（3）藻类的驯化：用模拟生活废水，对BG11培养基进行置换，每天置换溶液体积的1/6，直至全部置换，使藻类适应模拟废水环境；
（4）制备藻类生物膜：将一定量预处理后的生物膜载体放置于反应器中，并加入适量BG11培养基，将驯化完成的藻类接种至反应器中，在连续光照强度为4000lx、温度为23℃的条件下，静态培养24小时，待载体表面充满气泡，挂膜完成，即可制得藻类生物膜。
上述藻类生物膜的制备方法中，所述的生物膜载体是以聚烯烃类纤维、聚丙烯与聚乙烯合成纤维为原料制成的网状的载体。
所述的微藻的种类为水华鱼腥藻（购自中科院水生生物所）；所述的模拟生活废水是以BG11为基础的无氮磷培养基，再添加适量的氮源（NaNO3、NH4Cl）或磷源（KH2PO4）配置而成。
上述的藻类生物膜的制备方法，制备得到的藻类生物膜的厚度为95μm，藻类大量的附着于载体上，挂膜效果很好，藻类生物膜表面凹凸不平，比表面积大，藻细胞直接相互连接，构成丰富的网状结构；制备得到的藻类生物膜在处理生活污水中的应用，污水在藻类生物膜反应器中的水力停留时间为5天。
上述制备得到的的藻类生物膜在处理生活污水中的应用，用于处理高氮磷生活废水或食品工业废水，对总磷和总氮的去除效率都能达到90%以上，其出水总磷、总氮、氨氮和COD 浓度均达到了《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB l89l8- 2002的一级 A 标准。
实施例3
一种藻类生物膜的制备方法，其制备步骤如下：
（1）载体预处理：将生物膜载体浸泡在0.4mol/L的NaHCO3溶液中，浸泡时间：24小时，然后用水冲洗5遍，将得到的软性载体在浓度为1.4mg/L的盐酸中浸泡12小时，用去离子水冲洗并晾干；
（2）藻类的培养：
a、BG11培养基母液的配制：按照BG11培养基基本组分配方准确称量药品，分别以去离子水溶解，使用时按用量量取相应的体积；
b、培养基的配制：量取所需体积的培养基母液，搅拌均匀后利用1mol/L的 NaOH溶液或HCl溶液调解pH 至7.1±0.2，得到培养基；
c、培养基的灭菌：将培养基分装至锥形瓶中，加入到锥形瓶中的培养基的总体积小于锥形瓶容量的2/3；将分装好培养基的锥形瓶塞紧棉塞、以双层牛皮纸封紧；
d、接种：将经高压灭菌处理并冷却后的培养基，与接种过程所需用具酒精灯，酒精喷雾以及量筒，一并放入已预热的超净工作台中紫外灭菌32min,以微藻液:培养基为2:10的体积比将微藻接种到培养基，摇匀；
e、预培养：在连续光照强度为4000lx、温度为27℃的条件下，预培养12d，使藻类生长达到对数期，培养过程中，每日摇瓶5次；
（3）藻类的驯化：用模拟生活废水，对BG11培养基进行置换，每天置换溶液体积的1/6，直至全部置换，使藻类适应模拟废水环境；
（4）制备藻类生物膜：将一定量预处理后的生物膜载体放置于反应器中，并加入适量BG11培养基，将驯化完成的藻类接种至反应器中，在连续光照强度为4000lx、温度为27℃的条件下，静态培养12小时，待载体表面充满气泡，挂膜完成，即可制得藻类生物膜。
上述藻类生物膜的制备方法中，所述的生物膜载体是以聚烯烃类纤维、聚丙烯与聚乙烯合成纤维以及醛化纤伦为原料制成的网状的载体。
所述的微藻的种类为鞘藻（购自中科院水生生物所）。所述的模拟生活废水是以BG11为基础的无氮磷培养基，再添加适量的氮源（NaNO3、NH4Cl）或磷源（KH2PO4）配置而成。
上述的藻类生物膜的制备方法，制备得到的藻类生物膜的厚度为97μm，藻类大量的附着于载体上，挂膜效果很好，藻类生物膜表面凹凸不平，比表面积大，藻细胞直接相互连接，构成丰富的网状结构；制备得到的藻类生物膜在处理生活污水中的应用，污水在藻类生物膜反应器中的水力停留时间为4天。
上述制备得到的的藻类生物膜在处理生活污水中的应用，用于处理高氮磷生活废水或食品工业废水，对总磷和总氮的去除效率都能达到90%以上，其出水总磷、总氮、氨氮和COD 浓度均达到了《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB l89l8- 2002的一级 A 标准。
实施例4
一种藻类生物膜的制备方法，其制备步骤如下：
（1）载体预处理：将生物膜载体浸泡在0.8mol/L的NaHCO3溶液中，浸泡时间：23.5小时，然后用水冲洗5遍，将得到的立体弹性载体在浓度为1.05mg/L的盐酸中浸泡12.5小时，用去离子水冲洗并晾干；
（2）藻类的培养：
a、BG11培养基母液的配制：按照BG11培养基基本组分配方准确称量药品，分别以去离子水溶解，使用时按用量量取相应的体积；
b、培养基的配制：量取所需体积的培养基母液，搅拌均匀后利用1mol/L的 NaOH溶液溶液调解pH 至7.3，得到培养基；
c、培养基的灭菌：将培养基分装至锥形瓶中，加入到锥形瓶中的培养基的总体积小于锥形瓶容量的2/3；将分装好培养基的锥形瓶塞紧棉塞、以双层牛皮纸封紧；
d、接种：将经高压灭菌处理并冷却后的培养基，与接种过程所需用具酒精灯，酒精喷雾以及量筒，一并放入已预热的超净工作台中紫外灭菌35min,以微藻液:培养基为1.8:10的体积比将微藻接种到培养基，摇匀；
e、预培养：在连续光照强度为4000lx、温度为25±2℃的条件下，预培养12d，使藻类生长达到对数期，培养过程中，每日摇瓶3次；
（3）藻类的驯化：用模拟生活废水，对BG11培养基进行置换，每天置换溶液体积的1/6，直至全部置换，使藻类适应模拟废水环境；
（4）制备藻类生物膜：将一定量预处理后的生物膜载体放置于反应器中，并加入适量BG11培养基浸没生物膜载体，将驯化完成的藻类接种至反应器中，在连续光照强度为4000lx、温度为25℃的条件下，静态培养20小时，待载体表面充满气泡，挂膜完成，即可制得藻类生物膜。
上述藻类生物膜的制备方法中，所述的生物膜载体是以聚烯烃类纤维、聚丙烯与聚乙烯合成纤维、醛化纤伦和天然纤维为原料制成的网状的载体。
所述的微藻的种类为水网藻（购自中科院水生生物所）。所述的模拟生活废水是以BG11为基础的无氮磷培养基，再添加适量的氮源（NaNO3、NH4Cl）或磷源（KH2PO4）配置而成。
上述的藻类生物膜的制备方法，制备得到的藻类生物膜的厚度为100μm，藻类大量的附着于载体上，挂膜效果很好，藻类生物膜表面凹凸不平，比表面积大，藻细胞直接相互连接，构成丰富的网状结构；制备得到的藻类生物膜在处理生活污水中的应用，污水在藻类生物膜反应器中的水力停留时间为3天。
上述制备得到的的藻类生物膜在处理生活污水中的应用，用于处理高氮磷生活废水或食品工业废水，对总磷和总氮的去除效率都能达到90%以上，其出水总磷、总氮、氨氮和COD 浓度均达到了《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB l89l8- 2002的一级 A 标准。
实施例5
一种藻类生物膜的制备方法，其制备步骤如下：
（1）载体预处理：将生物膜载体浸泡在1.2mol/L的NaHCO3溶液中，浸泡时间：23小时，然后用水冲洗4遍，将得到的半软性载体在浓度为0.65mg/L的盐酸中浸泡13小时，用去离子水冲洗并晾干；
（2）藻类的培养：
a、BG11培养基母液的配制：按照BG11培养基基本组分配方准确称量药品，分别以去离子水溶解，使用时按用量量取相应的体积；
b、培养基的配制：量取所需体积的培养基母液，搅拌均匀后利用1mol/L的 NaOH溶液或HCl溶液调解pH 至7.1±0.2，得到培养基；
c、培养基的灭菌：将培养基分装至锥形瓶中，加入到锥形瓶中的培养基的总体积小于锥形瓶容量的2/3；将分装好培养基的锥形瓶塞紧棉塞、以双层牛皮纸封紧；
d、接种：将经高压灭菌处理并冷却后的培养基，与接种过程所需用具酒精灯，酒精喷雾以及量筒，一并放入已预热的超净工作台中紫外灭菌31min,以微藻液:培养基为1.4:10的体积比将微藻接种到培养基，摇匀；
e、预培养：在连续光照强度为4000lx、温度为25±2℃的条件下，预培养12d，使藻类生长达到对数期，培养过程中，每日摇瓶4次；
（3）藻类的驯化：用模拟生活废水，对BG11培养基进行置换，每天置换溶液体积的1/6，直至全部置换，使藻类适应模拟废水环境；
（4）制备藻类生物膜：将一定量预处理后的生物膜载体放置于反应器中，并加入适量BG11培养基，将驯化完成的藻类接种至反应器中，在连续光照强度为4000lx、温度为25±2℃的条件下，静态培养15小时，待载体表面充满气泡，挂膜完成，即可制得藻类生物膜。
上述藻类生物膜的制备方法中，所述的生物膜载体是以聚丙烯与聚乙烯合成纤维为原料制成的网状的载体。
所述的微藻的种类为斜生栅藻（购自中科院水生生物所）。所述的模拟生活废水是以BG11为基础的无氮磷培养基，再添加适量的氮源（NaNO3、NH4Cl）或磷源（KH2PO4）配置而成。
上述的藻类生物膜的制备方法，制备得到的藻类生物膜的厚度为98μm，藻类大量的附着于载体上，挂膜效果很好，藻类生物膜表面凹凸不平，比表面积大，藻细胞直接相互连接，构成丰富的网状结构；制备得到的藻类生物膜在处理生活污水中的应用，污水在藻类生物膜反应器中的水力停留时间为4天。
上述制备得到的的藻类生物膜在处理生活污水中的应用，用于处理高氮磷生活废水或食品工业废水，对总磷和总氮的去除效率都能达到90%以上，其出水总磷、总氮、氨氮和COD 浓度均达到了《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB l89l8- 2002的一级 A 标准。
实施例6
一种藻类生物膜的制备方法，其制备步骤如下：
（1）载体预处理：将生物膜载体浸泡在1.5mol/L的NaHCO3溶液中，浸泡时间：23小时，然后用水冲洗5遍，将得到的软性载体在浓度为0.05mg/L的盐酸中浸泡14小时，用去离子水冲洗并晾干；
（2）藻类的培养：
a、BG11培养基母液的配制：按照BG11培养基基本组分配方准确称量药品，分别以去离子水溶解，使用时按用量量取相应的体积；
b、培养基的配制：量取所需体积的培养基母液，搅拌均匀后利用1mol/L的 NaOH溶液或HCl溶液调解pH 至7.1±0.2，得到培养基；
c、培养基的灭菌：将培养基分装至锥形瓶中，加入到锥形瓶中的培养基的总体积小于锥形瓶容量的2/3；将分装好培养基的锥形瓶塞紧棉塞、以双层牛皮纸封紧；
d、接种：将经高压灭菌处理并冷却后的培养基，与接种过程所需用具酒精灯，酒精喷雾以及量筒，一并放入已预热的超净工作台中紫外灭菌30min,以微藻液:培养基为1.6:10的体积比将微藻接种到培养基，摇匀；
e、预培养：在连续光照强度为4000lx、温度为25±2℃的条件下，预培养12d，使藻类生长达到对数期，培养过程中，每日摇瓶5次；
（3）藻类的驯化：用模拟生活废水，对BG11培养基进行置换，每天置换溶液体积的1/6，直至全部置换，使藻类适应模拟废水环境；
（4）制备藻类生物膜：将一定量预处理后的生物膜载体放置于反应器中，并加入适量BG11培养基，将驯化完成的藻类接种至反应器中，在连续光照强度为4000lx、温度为24℃的条件下，静态培养22小时，待载体表面充满气泡，挂膜完成，即可制得藻类生物膜。
上述藻类生物膜的制备方法中，所述的生物膜载体是以醛化纤伦为原料制成的网状的载体。
所述的微藻的种类为阿氏颤藻（购自中科院水生生物所）。所述的模拟生活废水是以BG11为基础的无氮磷培养基，再添加适量的氮源（NaNO3、NH4Cl）或磷源（KH2PO4）配置而成。
上述的藻类生物膜的制备方法，制备得到的藻类生物膜的厚度为90-100μm，藻类大量的附着于载体上，挂膜效果很好，藻类生物膜表面凹凸不平，比表面积大，藻细胞直接相互连接，构成丰富的网状结构；制备得到的藻类生物膜在处理生活污水中的应用，污水在藻类生物膜反应器中的水力停留时间为5天。
上述制备得到的的藻类生物膜在处理生活污水中的应用，用于处理高氮磷生活废水或食品工业废水，对总磷和总氮的去除效率都能达到90%以上，其出水总磷、总氮、氨氮和COD 浓度均达到了《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB l89l8- 2002的一级 A 标准。
本发明中，所述微藻液中所用的六种藻类的特性描述如下表1所示：
本发明中，所用的BG11培养基基本组分如下表2所示：

Claims (7)

1.一种藻类生物膜的制备方法，其特征在于，制备步骤如下：
（1）载体预处理：将生物膜载体浸泡在0.05-1.5mol/L的NaHCO3溶液中，浸泡时间：23-25小时，然后用水冲洗3-5遍，将得到的生物膜载体在浓度为0.05-2.0mg/L的盐酸中浸泡11-14小时，用去离子水冲洗并晾干；
（2）藻类的培养：配制BG11培养基，然后分装到至锥形瓶中，将经高压灭菌处理并冷却后的培养基，放入超净工作台中紫外灭菌28-35min，然后将微藻接种到培养基中，在连续光照强度为4000lx、温度为25±2℃的条件下，预培养12d，使藻类生长达到对数期；
（3）藻类的驯化：用模拟生活废水，对BG11培养基进行置换，每天置换溶液体积的1/6，直至全部置换，使藻类适应模拟废水环境；
（4）制备藻类生物膜：将一定量预处理后的生物膜载体放置于反应器中，并加入适量BG11培养基，将驯化完成的藻类接种至反应器中，在连续光照强度为4000lx、温度为25±2℃的条件下，静态培养12-24小时，待载体表面充满气泡，挂膜完成，即可制得藻类生物膜。
2.根据权利要求1所述的藻类生物膜的制备方法，其特征在于，所述的生物膜载体是以聚烯烃类纤维、聚丙烯与聚乙烯合成纤维、醛化纤伦和天然纤维中的一种或多种为原料制成的网状的载体。
3.根据权利要求1所述的藻类生物膜的制备方法，其特征在于，步骤（2）藻类的培养的具体培养步骤为：
a、BG11培养基母液的配制：按照BG11培养基基本组分配方准确称量药品，分别以去离子水溶解，使用时按用量量取相应的体积；
b、培养基的配制：量取所需体积的培养基母液，搅拌均匀后利用1mol/L的 NaOH溶液或HCl溶液调解pH 至7.1±0.2，得到培养基；
c、培养基的灭菌：将培养基分装至锥形瓶中，加入到锥形瓶中的培养基的总体积小于锥形瓶容量的2/3；将分装好培养基的锥形瓶塞紧棉塞、以双层牛皮纸封紧；
d、接种：将经高压灭菌处理并冷却后的培养基，与接种过程所需用具酒精灯，酒精喷雾以及量筒，一并放入已预热的超净工作台中紫外灭菌28-35min,以微藻液:培养基为1-2:10的体积比将微藻接种到培养基，摇匀；
e、预培养：在连续光照强度为4000lx、温度为25±2℃的条件下，预培养12d，使藻类生长达到对数期，培养过程中，每日摇瓶3-5次。
4.根据权利要求1或3所述的藻类生物膜的制备方法，其特征在于，所述的微藻的种类为蛋白核小球藻、水华鱼腥藻、鞘藻、水网藻、斜生栅藻或阿氏颤藻。
5.根据权利要求1所述的藻类生物膜的制备方法，其特征在于，制备得到的藻类生物膜的厚度为90-100μm。
6.根据权利要求1所述的藻类生物膜的制备方法，其特征在于，制备得到的藻类生物膜在处理生活污水中的应用，污水在藻类生物膜反应器中的水力停留时间为3-6天。
7.如权利要求1所述的藻类生物膜在处理高氮磷生活废水或食品工业废水中的应用。
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