CN107964544A - 一种微藻藻球及固定化方法 - Google Patents

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黄开耀
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Wuhan Jingyu Microalgae Science & Technology Co Ltd
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Abstract

本发明涉及一种微藻藻球及固定化方法，包括如下步骤：(a)将废水中细胞个数为1‑5×106个/ml的蛋白核小球藻溶液，经离心后去掉清液，用去离子水清洗2‑3次，并定容至50‑60ml，得到浓缩蛋白核小球藻溶液；(b)将制得的浓缩蛋白核小球藻溶液和质量浓度2％‑4％的海藻酸钠溶液按1：2的体积比混合均匀，制成备用溶液；(c)将制得的备用溶液匀速滴入到浓度为2％氯化钙溶液中，备用溶液与氯化钙溶液体积比为1:4‑6，交联形成固定化藻球；(d)将得到的固定化藻球用浓度为3％‑5％的柠檬酸钠溶液按1:1体积比溶解，制成混合溶液；(e)将得到的混合溶液进行离心收集藻细胞，本发明可以有效提高废水处理效率，降低成本，固定化藻球易于回收。

Description

一种微藻藻球及固定化方法
技术领域
本发明涉及畜禽废水处理领域，尤其涉及一种微藻藻球及固定化方法。
背景技术
目前，国内外对规模化畜禽养殖场废水的处理方法主要有物理法、化学法和生物法3种，但这些方法常常存在成本高、效果差、存在二次污染等问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种微藻藻球及固定化方法，该固定化藻球对畜禽养殖废水具有很好的净化效果，可完全达到畜禽养殖排放标准；同时固定化的藻球易于收集，由于微藻富含多种生物活性物质，可将收集的藻球开发出功能性饲料，进而生产功能性的健康食品，具有明显的经济效益，是一种名副其实的低成本、高效率、环境污染小的畜禽废水处理技术。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种微藻藻球及固定化方法，该微藻藻球能够在达到畜禽养殖排放标准的同时开发微藻高附加值产品，为我国畜禽养殖废水的节能减排提供技术支撑，且能创造新的经济增长点。
本发明是通过以下技术方案实现：
一种微藻藻球的固定化方法，包括如下步骤：
(a)将废水中细胞个数为1-5×106个/ml的蛋白核小球藻溶液，经离心后去掉清液，用去离子水清洗2-3次，并定容至50-60ml，得到浓缩蛋白核小球藻溶液；
(b)将制得的浓缩蛋白核小球藻溶液和质量浓度2％-4％的海藻酸钠溶液按1：2的体积比混合均匀，制成备用溶液；
(c)将制得的备用溶液匀速滴入到浓度为2％氯化钙溶液中，备用溶液与氯化钙溶液体积比为1:4-6，交联形成固定化藻球；
(d)将得到的固定化藻球用浓度为3％-5％的柠檬酸钠溶液按1:1体积比溶解，制成混合溶液；
(e)将得到的混合溶液进行离心收集藻细胞。
更优地，所述步骤(a)中的废水为猪场厌氧发酵废水，COD为 1000mg/L-1500mg/L。
更优地，所述步骤(a)和步骤(e)中的离心条件为7000-8000rpm/min，离心3-5min。
更优地，所述步骤(b)具体为将制得的浓缩蛋白核小球藻溶液和质量浓度2％-4％的海藻酸钠溶液按1：2的体积比在磁力搅拌器中混合1-2小时，制成备用溶液。
更优地，所述步骤(c)中的交联时间为6-8小时，交联温度为2-6℃。
更优地，所述步骤(e)还包括：将剩余液体置于烘箱中蒸发掉柠檬酸纳液体，得到干燥的海藻酸钠。
更优地，所述步骤(e)中的烘箱温度为80-100℃，时间12-24h。
一种固定化藻球，由上述任意一项所述的方法制得。
更优地，所述固定化藻球的直径为3-5mm，密度为1.201-1.212g/cm3，机械强度为0.08-0.085N/mm2。
与现有的技术相比，本发明的有益效果是：
1.驯化得到了适应高浓度畜禽废水生长的藻种，提高了处理废水的效率；
2.包埋剂海藻酸钠可循环利用，可极大降低成本；
3.制成的固定化藻球，相比于藻液易于收集；
4.收集的固定化藻球可开发出功能性饲料，进行下游功能性产品开发，可创造新的经济增长点。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
本实施例提供的微藻藻球的固定化方法，包括以下步骤：
步骤1，将生长在一定浓度畜禽养殖废水的细胞个数为1-5×106个/ml的蛋白核小球藻溶液，在7000-8000rpm/min的条件下进行离心操作，离心 3-5min。去掉清液，用去离子水清洗2-3次，并定容至50-60ml，得到浓缩蛋白核小球藻溶液；
步骤2，制得的浓缩蛋白核小球藻溶液和质量浓度2％的海藻酸钠溶液按 1：2的体积比在磁力搅拌器中混合1-2小时，制成备用溶液；
步骤3，将备用溶液匀速滴入到浓度为2％的氯化钙溶液中，备用溶液和氯化钙溶液体积比为1:4-6，交联6-8小时，交联温度为2-6℃，形成固定化藻球；
步骤4，将交联得到的藻球，用浓度为3％-5％的柠檬酸钠溶液按1:1体积比溶解，制成柠檬酸钠、海藻酸钠和藻细胞的混合溶液；
步骤5，在7000-8000rpm/min的离心条件下离心3-5min，离心步骤4的混合溶液，收集藻细胞；
步骤6，将步骤5中剩余的混合溶液置于烘箱中，温度80-100℃，烘烤 12-24h，得到干燥的海藻酸钠，可再次按照步骤1-3制成藻球进行循环利用。
实施例2
本实施例中，除步骤2外，微藻藻球的固定化方法的其他步骤与实施例1一样，步骤2中的海藻酸钠浓度为3％。
实施例3
本实施例中，除步骤2外，微藻藻球的固定化方法及应用的其他步骤与实施例1一样，步骤2中的海藻酸钠浓度为4％。
实施例4
为了降低成本，我们对海藻酸钠进行了循环利用。在本实施例中，其他步骤与实施例1一样，步骤6中干燥的海藻酸钠制成终浓度为2％。
实施例5
在本实施例中，其他步骤与实施例1一样，步骤6中干燥的海藻酸钠制成终浓度为3％。
实施例6
在本实施例中，其他步骤与实施例1一样，步骤6中干燥的海藻酸钠制成终浓度为4％。
按照上述实施例，得到的最适的微藻制球条件和效果。
表1是对微藻藻球机械强度和藻球藻细胞增长率的比较，可以看出，无论是原始还是循环利用海藻酸钠，3％的海藻酸钠和2％的CaCl2浓度条件下制成的藻球效果最好。
表1
将对照组和上述实施例中得到的最优比例的固定化藻球进行废水(废水指标：总磷TP、总氮TN、COD分别为27.8mg/L、704mg/L、1480mg/L) 处理效果测试。对照组为：除步骤1中不添加藻细胞外，微藻藻球的固定化方法及应用的其他步骤与实施例1一样。
表2是废水处理的效果实验，可以看出，经本发明所述方法处理的废水的效果比未经本发明所述方法处理的废水的效果较好，处理的畜禽养殖废水可完全达到养殖废水排放标准。
表2
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种微藻藻球的固定化方法，其特征在于，包括如下步骤：
(a)将废水中细胞个数为1-5×106个/ml的蛋白核小球藻溶液，经离心后去掉清液，用去离子水清洗2-3次，并定容至50-60ml，得到浓缩蛋白核小球藻溶液；
(b)将制得的浓缩蛋白核小球藻溶液和质量浓度2％-4％的海藻酸钠溶液按1：2的体积比混合均匀，制成备用溶液；
(c)将制得的备用溶液匀速滴入到浓度为2％氯化钙溶液中，备用溶液与氯化钙溶液体积比为1:4-6，交联形成固定化藻球；
(d)将得到的固定化藻球用浓度为3％-5％的柠檬酸钠溶液按1:1体积比溶解，制成混合溶液；
(e)将得到的混合溶液进行离心收集藻细胞。
2.根据权利要求1所述的一种微藻藻球的固定化方法，其特征在于：所述步骤(a)中的废水为猪场厌氧发酵废水，COD为1000mg/L-1500mg/L。
3.根据权利要求1所述的一种微藻藻球的固定化方法，其特征在于：所述步骤(a)和步骤(e)中的离心条件为7000-8000rpm/min，离心3-5min。
4.根据权利要求1所述的一种微藻藻球的固定化方法，其特征在于：所述步骤(b)具体为将制得的浓缩蛋白核小球藻溶液和质量浓度2％-4％的海藻酸钠溶液按1：2的体积比在磁力搅拌器中混合1-2小时，制成备用溶液。
5.根据权利要求1所述的一种微藻藻球的固定化方法，其特征在于：所述步骤(c)中的交联时间为6-8小时，交联温度为2-6℃。
6.根据权利要求1所述的一种微藻藻球的固定化方法，其特征在于：所述步骤(e)还包括：将剩余液体置于烘箱中蒸发掉柠檬酸纳液体，得到干燥的海藻酸钠。
7.根据权利要求6所述的一种微藻藻球的固定化方法，其特征在于：所述步骤(e)中的烘箱温度为80-100℃，时间12-24h。
8.一种固定化藻球，其特征在于，由权利要求1-7中任意一项所述的方法制得。
9.根据权利要求8所述的固定化藻球，其特征在于：所述固定化藻球的直径为3-5mm，密度为1.201-1.212g/cm3，机械强度为0.08-0.085N/mm2。
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