CN107988079B - 一种去除氮磷污染物的复合藻制剂 - Google Patents

一种去除氮磷污染物的复合藻制剂 Download PDF

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Abstract

本发明属于环保技术领域，公开了一种复合藻制剂，其四尾栅藻、弯棒杆藻以及小新月藻。本发明复合藻制剂通过多种藻类的协同作用，能够有效去除氮磷污染物，还可以回收重新利用，节约了成本。

Description

一种去除氮磷污染物的复合藻制剂
技术领域
本发明属于环保技术领域，具体涉及一种去除氮磷污染物的复合藻制剂。
背景技术
由于氮磷营养元素的含量超过生物生长需求而造成的水质恶化现象称为氮磷污染。氮磷污染物广泛存在于污水中。大多数污水中均含有大量藻类生长所需的氮、磷以及其他营养物质，将污水处理与微藻的规模化培养结合起来，既可以使污水达到低成本排放，又可以节约微藻培养的成本，同时微藻的生物质中还含有很多的高附加值产物。目前已经有一些关于藻类处理污水的报道，“魏成根，悬浮藻类处理微污染水的实验研究，2008年”研究了悬浮藻类对城市河水、城市人工湖泊水体和城市二级污水处理厂出水中的污染物去除特性；“银玉容等，固定化藻类脱氮除磷效果研究，2009年”研究了藻类固定化对人工配制污水中氮磷的去除效果。利用微藻处理污水具有良好的发展前景与优势，但是污水中高浓度的氨氮和较低的透明度等因素不利于微藻的生长，利用单一微藻处理污水往往难以达到理想效果。因此，开发一种高效的藻类制剂，用来处理高浓度的氨氮污水显得尤为重要。
发明内容
本发明的目的是解决现有技术的不足，提供了一种复合藻制剂，其通过多种藻类的协同作用，能够有效去除氮磷污染物。
一种复合藻制剂，其四尾栅藻、弯棒杆藻以及小新月藻。
具体地，所述复合藻制剂按照如下工艺制备而得：
1）取对数生长期的四尾栅藻，5000rpm离心10min，去除上清液，然后添加无菌水，调节藻细胞的密度为2×107cell/mL，得到斜生栅藻浓缩液；
2）取对数生长期的弯棒杆藻，5000rpm离心10min，去除上清液，然后添加无菌水，调节藻细胞的密度为1×107cell/mL，得到弯棒杆藻浓缩液；
3）取对数生长期的小新月藻，7000rpm离心10min，去除上清液，然后添加无菌水，调节藻细胞的密度为3×107cell/mL，得到小新月藻浓缩液；
4）将四尾栅藻浓缩液、弯棒杆藻浓缩液以及小新月藻浓缩液按照1-2:2-3:2-3的体积比混合得到混合藻液，然后加入占混合藻液二分之一体积的海藻酸钠水溶液、占混合藻液2%重量份的尿素以及占混合藻液4%重量份的碳酸氢钠，搅拌均匀，再滴加占混合藻液2-3倍体积的氯化钙水溶液，边滴加边震荡，滴加完毕后，静置4-8h，制得直径为2-3mm的藻微球。
优选地，
所述海藻酸钠水溶液的制备方法为：将40g海藻酸钠添加到装有1000ml去离子水的容器中，恒温水浴，并用玻璃棒不断搅拌溶解，将充分溶解后的海藻酸钠水溶液放到高压灭菌锅中进行灭菌，即得。
优选地，
所述氯化钙水溶液的制备方法为：将20g氯化钙添加到装有1000ml去离子水的容器中，搅拌均匀，然后高压灭菌锅中进行灭菌，即得。
本发明所述的藻类均可通过常规的培养方法得到所需浓度的藻液，此并非本发明的创新点，限于篇幅，并不一一赘述。
本发明取得的有益效果主要包括但是并不限于几个方面：
本发明复合藻制剂采用三种藻类进行固定化处理，其包括将藻细胞定位于限定的空间区域，使固定化的藻既能保持本身代谢活性，又可在连续反应后回收反复利用；
本发明使用的四尾栅藻、弯棒杆藻以及小新月藻相互促进协同，能够有效去除氮磷污染物；
本发明藻类经固定后，生长和生理特性发生变化，提高了对氮磷等物质的吸收和富集效率；
本发明固定化微球采用多种致孔剂联合使用，且不同致孔剂的致孔机理不同，相较于单一致孔剂的效果，本发明所得到的孔结构大小合理，分布均匀，能够保证孔结构的数量；
本发明复合藻制剂的制备工艺简单易行，成本较为低廉，应用前景广阔。
具体实施方式
本领域技术人员可以借鉴本文内容，适当改进工艺参数实现。特别需要指出的是，所有类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，它们都被视为包括在本发明。本发明的产品及方法已经通过较佳实施例进行了描述，相关人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围内对本文所述的产品及方法进行改动或适当变更与组合，来实现和应用本发明技术。为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明进行详细说明。
实施例1
一种复合藻制剂，其包括四尾栅藻、弯棒杆藻以及小新月藻。
具体地，所述复合藻制剂按照如下工艺制备而得：
1）取对数生长期的四尾栅藻，5000rpm离心10min，去除上清液，然后添加无菌水，调节藻细胞的密度为2×107cell/mL，得到斜生栅藻浓缩液；
2）取对数生长期的弯棒杆藻，5000rpm离心10min，去除上清液，然后添加无菌水，调节藻细胞的密度为1×107cell/mL，得到弯棒杆藻浓缩液；
3）取对数生长期的小新月藻，7000rpm离心10min，去除上清液，然后添加无菌水，调节藻细胞的密度为3×107cell/mL，得到小新月藻浓缩液；
4）将四尾栅藻浓缩液、弯棒杆藻浓缩液以及小新月藻浓缩液按照1:2:2的体积比混合得到混合藻液，然后加入占混合藻液二分之一体积的海藻酸钠水溶液、占混合藻液2%重量份的尿素以及占混合藻液4%重量份的碳酸氢钠，搅拌均匀，再滴加占混合藻液2倍体积的氯化钙水溶液，边滴加边震荡，滴加完毕后，静置8h，制得直径为3mm的藻微球。
所述海藻酸钠水溶液的制备方法为：将40g海藻酸钠添加到装有1000ml去离子水的容器中，恒温水浴，并用玻璃棒不断搅拌溶解，将充分溶解后的海藻酸钠水溶液放到高压灭菌锅中进行灭菌，即得。
所述氯化钙水溶液的制备方法为：将20g氯化钙添加到装有1000ml去离子水的容器中，搅拌均匀，然后高压灭菌锅中进行灭菌，即得。
实施例2
一种复合藻制剂，其包括四尾栅藻、弯棒杆藻以及小新月藻。
具体地，所述复合藻制剂按照如下工艺制备而得：
1）取对数生长期的四尾栅藻，5000rpm离心10min，去除上清液，然后添加无菌水，调节藻细胞的密度为2×107cell/mL，得到斜生栅藻浓缩液；
2）取对数生长期的弯棒杆藻，5000rpm离心10min，去除上清液，然后添加无菌水，调节藻细胞的密度为1×107cell/mL，得到弯棒杆藻浓缩液；
3）取对数生长期的小新月藻，7000rpm离心10min，去除上清液，然后添加无菌水，调节藻细胞的密度为3×107cell/mL，得到小新月藻浓缩液；
4）将四尾栅藻浓缩液、弯棒杆藻浓缩液以及小新月藻浓缩液按照2:3:3的体积比混合得到混合藻液，然后加入占混合藻液二分之一体积的海藻酸钠水溶液、占混合藻液2%重量份的尿素以及占混合藻液4%重量份的碳酸氢钠，搅拌均匀，再滴加占混合藻液3倍体积的氯化钙水溶液，边滴加边震荡，滴加完毕后，静置4h，制得直径为2mm的藻微球。
所述海藻酸钠水溶液的制备方法为：将40g海藻酸钠添加到装有1000ml去离子水的容器中，恒温水浴，并用玻璃棒不断搅拌溶解，将充分溶解后的海藻酸钠水溶液放到高压灭菌锅中进行灭菌，即得。
所述氯化钙水溶液的制备方法为：将20g氯化钙添加到装有1000ml去离子水的容器中，搅拌均匀，然后高压灭菌锅中进行灭菌，即得。
实施例3
本发明复合藻制剂处理氮磷污染物效果实例：
选择待测样品为含有氮磷的污水，其中，NH3-N为263mg/L，TP为91mg/L。
并且设置对照组，其中，对照组1：不添加四尾栅藻，其余同实施例1；对照组2：不添加弯棒杆藻，其余同实施例1；对照组3：不添加小新月藻，其余同实施例1。
本发明复合藻制剂的应用方式：将复合藻制剂按照100g：1吨污水的比例接种于含有氮磷的污水中，控制温度为26℃，光暗比为12：12，光照强度为5000lux，处理时间为8天。
经过各组别处理后，检测结果见表1：
表1
组别 实施例1（mg/L） 对照组1（mg/L） 对照组2（mg/L） 对照组3（mg/L）
NH3-N 13.7 35.9 47.2 39.1
TP 6.2 18.4 25.3 21.7
结论：如表1所示，经过实施例1、对照组1-3的复合藻制剂处理后，污水中的氮磷污染物水平大大降低，实施例1组处理污染物的能力明显优于对照组1-3，说明实施例1组的三种藻类配伍合理，具备较好的协同促进作用。
实施例4
本发明复合藻制剂的制备工艺对污水处理效果的影响：
复合藻制剂选择：实施例2为实验组；对照组1：不添加尿素，其余同实施例2；对照组2：不添加碳酸氢钠，其余同实施例2。
以NH3-N浓度为247mg/L、TP浓度为102mg/L的高浓度污水为处理水样，处理工艺为：将复合藻制剂按照100g：1吨污水的比例接种于含有氮磷的污水中，控制温度为26℃，光暗比为12：12，光照强度为5000lux，处理时间为8天。具体见表2：
表2
组别 实验组（mg/L） 对照组1（mg/L） 对照组2（mg/L）
NH3-N 12.1 20.7 18.5
TP 5.4 13.9 15.3
结论：如表2所示，与对照组1和对照组2相比，实施例2组降解NH3-N和SS的效果更好，因为尿素和碳酸氢钠两种物质的加入使得孔结构大小合理，分布均匀，能够保证孔结构的数量，提高藻类的附着率，有助于藻类的增殖和富集，并且可重新回收利用，降低了成本。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。

Claims (3)

1.一种复合藻制剂，其特征在于，所述复合藻制剂按照如下工艺制备而得：
步骤1）取对数生长期的四尾栅藻，5000rpm离心10min，去除上清液，然后添加无菌水，调节藻细胞的密度为2×107cell/mL，得到四尾栅藻浓缩液；
步骤2）取对数生长期的弯棒杆藻，5000rpm离心10min，去除上清液，然后添加无菌水，调节藻细胞的密度为1×107cell/mL，得到弯棒杆藻浓缩液；
步骤3）取对数生长期的小新月藻，7000rpm离心10min，去除上清液，然后添加无菌水，调节藻细胞的密度为3×107cell/mL，得到小新月藻浓缩液；
步骤4）将四尾栅藻浓缩液、弯棒杆藻浓缩液以及小新月藻浓缩液混合得到混合藻液，然后加入占混合藻液二分之一体积的海藻酸钠水溶液、占混合藻液2%重量份的尿素以及占混合藻液4%重量份的碳酸氢钠，搅拌均匀，再滴加占混合藻液2-3倍体积的氯化钙水溶液，边滴加边震荡，滴加完毕后，静置4-8h，制得直径为2-3mm的藻微球；
所述四尾栅藻浓缩液、弯棒杆藻浓缩液以及小新月藻浓缩液的体积比为1-2:2-3:2-3。
2.根据权利要求1所述的复合藻制剂，其特征在于，所述海藻酸钠水溶液的制备方法为：将40g海藻酸钠添加到装有1000ml去离子水的容器中，恒温水浴，并用玻璃棒不断搅拌溶解，将充分溶解后的海藻酸钠水溶液放到高压灭菌锅中进行灭菌，即得。
3.根据权利要求1所述的复合藻制剂，其特征在于，所述氯化钙水溶液的制备方法为：将20g氯化钙添加到装有1000ml去离子水的容器中，搅拌均匀，然后高压灭菌锅中进行灭菌，即得。
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