CN107986458B - 一种固定化藻类细胞处理水产品养殖废水的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种固定化藻类细胞处理水产品养殖废水的方法，包括以下步骤：(1)培养藻类细胞；(2)制备固定剂；(3)将藻类细胞与固定剂混合，并加入活性物质；(4)将藻细胞进行固定化，制成藻球；(5)将制成的藻球保存在液体培养基中；(6)将液体培养基中繁殖后的藻球接入水产品养殖废水中进行废水处理，本发明将游离的藻类细胞固定或包埋起来,形成藻球,可及时回收,避免引发二次污染，可有效降低水产品养殖水体中的总氮、总磷含量，净化水质；同时可反复利用,提高利用率；还可作为动物饵料,或通过分离,加工成其他下游产品，带来经济价值。

Description

一种固定化藻类细胞处理水产品养殖废水的方法
技术领域
本发明涉及废水处理领域，尤其涉及一种固定化藻类细胞处理水产品养殖废水的方法。
背景技术
随着人们生活水平的提高，对水产品的需求量不断增加，致使我国水产养殖业的迅猛发展。从目前淡水养殖的局面来看，传统的高密度、集约化养殖会导致水体中粪便、残饵等过量积累，超过水体自净能力，水环境严重失衡，且会带来总氮，总磷普遍超标，水体富营养化严重；氨氮、亚盐等有害物质超标，对鱼体有直接的毒害作用，鱼类病害增加。
微藻是营养丰富，光合利用度高的自养植物。微藻以其无毒害、无残留等优点在处理养殖水质方面受到了人们的广泛关注。如小球藻能充分利用水体中的氮磷，净化水质，同时快速增殖,而且藻体稳定不易自溶，是较理想的藻源之一。有些微藻还能够直接作为养殖饵料，促进生长。
发明内容
本发明提出一种固定化藻类细胞处理水产品养殖废水的方法，该方法可以有效降低水产品养殖水体中的总氮、总磷含量，净化水质，同时可回收利用，避免二次污染。
本发明是通过以下技术方案实现：
一种固定化藻类细胞处理水产品养殖废水的方法，具体包括以下步骤：
(1)培养藻类细胞；
(2)制备固定剂；
(3)将藻类细胞与固定剂混合，并加入活性物质，；
(4)将藻细胞进行固定化，制成藻球；
(5)将制成的藻球保存在液体培养基中；
(6)将液体培养基中繁殖后的藻球接入水产品养殖废水中进行废水处理。
更优地，步骤(1)具体为：将藻类细胞接种于BG11液体培养基或BG11+葡萄糖液体培养基中，温度为25-28℃，光照强度为5000±500Lx，pH为6-7的培养条件下培养6-8天。
更优地，所述葡萄糖浓度为0.05％。
更优地，所述藻类细胞为小球藻细胞。
更优地，步骤(2)具体为：配置浓度为2.25％的海藻酸钠溶液，通过121℃、20min高压灭菌的方式使其充分溶解。
更优地，步骤(3)具体为：将浓度为0.5*106的藻细胞与海藻酸钠溶液按照体积比1:2的比例进行混合，制成藻细胞海藻酸钠溶液，之后加入活性物质。
更优地，所述活性物质为尼泊金复合酯，添加量为藻细胞海藻酸钠溶液的0.05％的体积份。
更优地，步骤(4)具体为：将混合后的藻细胞海藻酸钠溶液滴加到浓度为2％的CaCl2溶液中，固定1-2小时，之后用清水洗2-3次。
更优地，步骤(5)具体为：将藻球保存在液体培养基BG11或者20％的BG11中备用。
更优地，步骤(6)具体为：将固定化的藻细胞放入水族箱或其他装置中，使其漂浮在水面进行养殖废水处理。
与现有的技术相比，本发明产生的有益效果为：将游离的藻类细胞固定或包埋起来,形成藻球,可及时回收,避免引发二次污染，可有效降低水产品养殖水体中的总氮、总磷含量，净化水质；同时可反复利用,提高利用率；还可作为动物饵料,或通过分离,加工成其他下游产品，带来经济价值。
附图说明
图1为尼泊金复合酯对固定化藻细胞球活性的影响示意图；
图2为固定化藻球的固定结构示意图。
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，以下结合附图及实施例，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。
请参阅图1和图2，本实施例提供的一种固定化藻类细胞处理水产品养殖废水的方法，包括以下步骤：
(1)将小球藻接种于BG11液体培养基中，在温度为25-28℃，光照强度为5000±500Lx，pH为6-7的培养条件下培养8天，制成藻液。
(2)称量2.25％重量份的海藻酸钠溶于纯水中，121℃，20min高压灭菌使其溶解。
(3)将小球藻和海藻酸钠按照1:2体积比的比例进行混合，形成藻细胞海藻酸钠溶液，并加入尼泊金复合酯，添加量为藻细胞海藻酸钠溶液的0.05％的体积份。
(4)将上一步骤中的溶液混合均匀后滴加到浓度为2％的CaCl2溶液中，反应1-3小时，然后用清水清洗2-3次，制成固定化藻细胞球。
(5)将固定化藻细胞球放在液体培养基BG11中进行保存一个月。
(6)将固定化藻细胞球固定至水族箱并接入鱼塘水中和鱼缸中生长，测定鱼塘水和鱼缸水中处理前和处理后的TN、TP，其中固定化藻细胞球的放置方式如附图2所示。
表一是鱼塘养殖水体在加入固定化藻细胞球后总氮、总磷含量的变化及去除率。可以看出经本发明所述方法制备的固定化藻细胞球可以快速有效的去除鱼塘水里的总N、总P，TN的去除率可达77％以上，TP的去除率可达90％以上。
表一、鱼塘水处理前后总氮总磷指标
加入前(mg/L) 加入后(mg/L) 去除率(％)
总氮 4.92 1.097 77.7
总磷 0.465 0.0442 90.5
表二是固定化藻细胞球接入鱼缸水后总氮、总磷含量变化及去除率。可以看出经本发明所述方法制备的固定化藻细胞藻球可以有效去除鱼缸水里的总N、总P，TN的去除率可达80％以上，TP的去除率可达88％以上。
表二、鱼塘水处理前后总氮总磷指标
加入前(mg/L) 加入后(mg/L) 去除率(％)
总氮 7.692 1.5 80.5
总磷 0.9325 0.103 88.9
(7)对固定化藻细胞球接入养殖废水前后进行计数，具体操作为：从固定化藻细胞球中随机取出5颗，用4.75mL浓度为5％的柠檬酸钠将其溶解，用血球计数板计数。
表三是固定化藻细胞球接入养殖废水前后的藻细胞个数，可见鱼塘水组增长率达360％，鱼缸水组增长率达400％，藻细胞的增长可以有效的去除养殖废水中的总氮总磷，同时回收可生产其他下游产品，增加价值。
表三、处理前后固定化藻细胞球所包含的藻细胞数
藻细胞个数 加入前(个/mL) 加入后(个/mL) 增长率(％)
鱼塘组 8*10<sup>6</sup> 3.68*10<sup>7</sup> 360
鱼缸组 8*10<sup>6</sup> 4*10<sup>7</sup> 400
(8)将添加活性物质(尼泊金酯)0.05％的固定化藻细胞球与未添加活性物质的固定化藻细胞球保存一个月后在水产品养殖废水中进行复苏生长测试。测试过程如下：每隔一天从每组取5颗固定化藻细胞球，用4.75mL的柠檬酸钠将其溶解，用血球计数板计数。
图一是尼泊金复合酯对固定化藻细胞球活性的影响，可见加入尼泊金复合酯的固定化藻细胞球保存一个月后在养殖水体中的增长率显著高于无尼泊金复合酯的固定化藻细胞球，因此尼泊金复合酯保持了藻类的活性，使其接入养殖水体中时保持较好的活性，达到更好的降低水体中总氮、总磷的效果，起到净化水质的作用。

Claims (8)

1.一种固定化藻类细胞处理水产品养殖废水的方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
(1)培养藻类细胞；
(2)制备固定剂；
(3)将藻类细胞与固定剂混合，并加入活性物质；
(4)将藻细胞进行固定化，制成藻球；
(5)将制成的藻球保存在液体培养基中；
(6)将液体培养基中繁殖后的藻球接入水产品养殖废水中进行废水处理；
步骤(3)具体为：将浓度为0.5*106的藻细胞与海藻酸钠溶液按照体积比1:2的比例进行混合，制成藻细胞海藻酸钠溶液，之后加入活性物质；
所述活性物质为尼泊金复合酯，添加量为藻细胞海藻酸钠溶液的0.05％的体积份。
2.如权利要求1所述一种固定化藻类细胞处理水产品养殖废水的方法，其特征在于，步骤(1)具体为：将藻类细胞接种于BG11液体培养基或BG11+葡萄糖液体培养基中，温度为25-28℃，光照强度为5000±500Lx，pH为6-7的培养条件下培养6-8天。
3.如权利要求2所述一种固定化藻类细胞处理水产品养殖废水的方法，其特征在于，所述葡萄糖浓度为0.05％。
4.如权利要求1所述一种固定化藻类细胞处理水产品养殖废水的方法，其特征在于，所述藻类细胞为小球藻细胞。
5.如权利要求1所述一种固定化藻类细胞处理水产品养殖废水的方法，其特征在于，步骤(2)具体为：配置浓度为2.25％的海藻酸钠溶液，通过121℃、20min高压灭菌的方式使其充分溶解。
6.如权利要求1所述一种固定化藻类细胞处理水产品养殖废水的方法，其特征在于，步骤(4)具体为：将混合后的藻细胞海藻酸钠溶液滴加到浓度为2％的CaCl2溶液中，固定1-2小时，之后用清水洗2-3次。
7.如权利要求1所述一种固定化藻类细胞处理水产品养殖废水的方法，其特征在于，步骤(5)具体为：将藻球保存在液体培养基BG11或者20％的BG11中备用。
8.如权利要求1所述一种固定化藻类细胞处理水产品养殖废水的方法，其特征在于，步骤(6)具体为：将固定化的藻细胞放入水族箱或其他装置中，使其漂浮在水面进行养殖废水处理。
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