CN110144297A - 一种斜生栅藻的培养方法及其净化餐厨废水产油的应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种斜生栅藻的培养方法，属于微藻生物处理技术领域。本发明所述培养方法将斜生栅藻接种至餐厨废水处理液中，20～30℃培养7～13d，分离收获藻体。该方法以餐厨废水处理液作为斜生栅藻的培养基，斜生栅藻可以在餐厨废水处理液中很好生长，无需额外投加营养盐，降低了培养成本。斜生栅藻不断转化餐厨废水中的污染物用以增殖以及积累细胞油脂，同时净化餐厨废水保护环境，有利于实现微藻低成本的规模化培养，促进微藻生物柴油的产业化发展。

Description

一种斜生栅藻的培养方法及其净化餐厨废水产油的应用
技术领域
本发明属于微藻生物处理技术领域，具体涉及一种斜生栅藻的培养方法及其净化餐厨废水产油的应用。
背景技术
在化石能源和环境恶化问题愈加严重的情况下，清洁的可再生能源成为各国能源发展的目标与趋势。生物燃料作为一种可再生能源，因高效及污染少的特点得到了快速的发展与广泛的应用。微藻因光合效率高、不占用农业耕地、可固定二氧化碳、脂质含量高等优点而成为制取生物柴油的优良原料。利用微藻制取生物柴油，需要大规模的培养以提供充足原材料。目前微藻培养多采用人工培养基，会消耗大量淡水资源，此外投加大量氮磷等无机盐和有机物增加了培养成本。餐厨废水中含有大量的有机物和氮磷等营养物，可造成水体富营养化、土壤板结等，故亟需对餐厨废水进行处理。
发明内容
有鉴于背景技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种斜生栅藻的培养方法及其净化餐厨废水产油的应用。
本发明提供了一种斜生栅藻的培养方法，将斜生栅藻接种至餐厨废水处理液中，20～30℃培养7～13d，分离收获藻体。
优选的，所述斜生栅藻处于对数生长期。
优选的，所述餐厨废水处理液由餐厨废水经酶解得到。
优选的，所述餐厨废水的COD值为50000～60000mg/L，氨氮含量为300～400mg/L，总氮含量为1500～2000mg/L，总磷含量为30～200mg/L。
优选的，所述酶解用酶包括酸性蛋白酶，α-淀粉酶，糖化酶和纤维素酶中的一种或多种；所述酸性蛋白酶的工作浓度为400～1500U/mL；所述α-淀粉酶的工作浓度为8～100U/mL；所述糖化酶的工作浓度为80～1000U/mL；所述纤维素酶的工作浓度为8～30U/mL。
优选的，所述酶解为复合酶解；所述复合酶解用酶包括酸性蛋白酶，α-淀粉酶，糖化酶和纤维素酶；所述复合酶解的pH值为4.8～5.2；温度为48～52℃，时间为1.5～2.5h。
优选的，所述斜生栅藻在接种时的密度为1×105～1×106个/mL。
优选的，所述培养的光暗比为11～13h：11～13h。
优选的，光培养时的光照强度为50～70μmol photons·m-2·s-1。
本发明还提供了上述方法在净化餐厨废水产油中的应用：分离收获藻体后，收集剩余液体，得到净化后的餐厨废水处理液。
有益效果：本发明提供了一种斜生栅藻的培养方法，将斜生栅藻接种至餐厨废水处理液中，20～30℃培养7～13d，分离收获藻体。本发明提供的方法以餐厨废水处理液作为斜生栅藻的培养基，斜生栅藻可以在餐厨废水处理液中很好生长，无需额外投加营养盐，降低了斜生栅藻培养成本。斜生栅藻不断转化餐厨废水中的污染物用以增殖以及积累细胞油脂，同时净化餐厨废水保护环境，有利于实现微藻低成本的规模化培养，促进微藻生物柴油的产业化发展。
附图说明
图1为本发明实施例1所述方法培养12d后的斜生栅藻藻密度情况；
图2为本发明实施例1所述方法培养12d后的COD、总磷、总氮去除情况。
具体实施方式
本发明提供了一种斜生栅藻的培养方法，将斜生栅藻接种至餐厨废水处理液中，20～30℃培养7～13d，分离收获藻体。
本发明先将斜生栅藻接种至餐厨废水处理液中。本发明对所述斜生栅藻的来源不作特别限定，本领域常规市售或采用常规采集方法获得的斜生栅藻均可。在本发明的实施例中，所述斜生栅藻购买于中国科学院淡水藻种库。
在本发明中，所述餐厨废水处理液优选由餐厨废水经酶解得到。在本发明中，所述餐厨废水的COD值优选为50000～60000mg/L，氨氮含量优选为300～400mg/L，总氮含量优选为1500～2000mg/L，总磷含量优选为30～200mg/L。本发明对具体的餐厨废水来源不作特别限定，在本发明的实施例中，所述餐厨废水取自北京林业大学食堂废液桶。在本发明中，所述餐厨废水在酶解处理前优选进行过滤和静置；所述过滤用于去除大块固体垃圾；所述静置用于去除上层油脂。在本发明中，所述酶解用酶优选包括酸性蛋白酶，α-淀粉酶，糖化酶和纤维素酶中的一种或多种；更优选包括酸性蛋白酶，α-淀粉酶，糖化酶和纤维素酶。所述酸性蛋白酶的工作浓度优选为400～1500U/mL，更优选为500U/mL；所述α-淀粉酶的工作浓度优选为8～100U/mL，更优选为10U/mL；所述糖化酶的工作浓度优选为80～1000U/mL，更优选为100U/mL；所述纤维素酶的工作浓度优选为8～30U/mL，更优选为10U/mL。在本发明中，所述酶解优选为复合酶解；所述复合酶解是指将上述4种酶同时加入餐厨废水中，在同一环境条件下进行酶解。所述复合酶解的pH值优选为4.8～5.2，更优选为5；温度优选为48～52℃，更优选为50℃；时间优选为1.5～2.5h，更优选为2h。本发明对上述酶解用酶的来源不作特别限定，本领域常规市售产品均可。
本发明将斜生栅藻接种至餐厨废水处理液中，然后培养。在本发明中，所述斜生栅藻在接种时的密度优选为1×105～1×106个/mL，更优选为5×105个/mL。所述培养的温度优选为20～30℃，更优选为25℃。所述培养的光暗比优选为11～13h：11～13h，更优选为12h：12h。其中，光培养时的光照强度优选为50～70μmol photons·m-2·s-1，更优选为60μmolphotons·m-2·s-1。所述培养的时间为7～13d，优选为12d。
培养结束后，本发明在培养液中分离收获藻体，完成斜生栅藻的培养。经测定，培养12d后的斜生栅藻密度可达到3.09×107个/mL。
本发明还提供了上述方法在净化餐厨废水产油中的应用：分离收获藻体后，收集剩余液体，得到净化后的餐厨废水处理液。经实施例测定，培养12d后收集得到的净化后的餐厨废水处理液中：COD值为2562.73mg/L，去除率为63.80％；总磷含量为1.15mg/L，去除率为97.17％；总氮含量为42.50mg/L，去除率为82.29％。
在下面结合实施例对本发明提供的技术方案进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
(1)餐厨废水取自北京林业大学食堂废液桶。对废水进行前处理，先过滤掉大块固体垃圾，再静置除去上层油脂。
(2)对前处理液进行预处理：利用3mol/L HCl调节废水pH至5，每毫升前处理液中加入500U的酸性蛋白酶、10U的α-淀粉酶、100U的糖化酶和10U的纤维素酶，置于50℃的恒温振荡器中震荡2h，得到餐厨废水处理液。
(3)用清水稀释餐厨废水处理液，调整氨氮含量至100mg/L，121℃下灭菌30min，用作斜生栅藻的培养液。将处在对数生长期的斜生栅藻接种至餐厨废水处理液中，接种密度为5×105个/mL，光照与黑暗时间比为12h：12h，光照强度为60μmol photons·m-2·s-1，温度为(25±1)℃的条件下培养12d，分离藻体并收集出水。
(4)测定斜生栅藻的藻密度以及出水中的COD、总磷、总氮含量。
其中：
①藻密度测定方法采用直接计数法，即吸取一定量藻液于血球计数板，置于光学显微镜下进行计数，测定藻密度。
②水质指标的测定方法分别为：COD测定采用消解管密闭催化消解比色法(HJ/T399-2007)，总磷的测定采用钼酸铵分光光度法(GB11893-89)，总氮的测定采用碱性过硫酸盐消解光度法(美国EPA变色酸法)。
(5)测定结果
经测定：培养12d后，斜生栅藻藻密度可达到3.09×107个/mL，结果如图1所示。收集得到的净化后的餐厨废水处理液中：COD值为2562.73mg/L，去除率为63.80％；总磷含量为1.15mg/L，去除率为97.17％；总氮含量为42.50mg/L，去除率为82.29％，结果如图2所示。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种斜生栅藻的培养方法，其特征在于，将斜生栅藻接种至餐厨废水处理液中，20～30℃培养7～13d，分离收获藻体。
2.根据权利要求1所述的培养方法，其特征在于，所述斜生栅藻处于对数生长期。
3.根据权利要求1所述的培养方法，其特征在于，所述餐厨废水处理液由餐厨废水经酶解得到。
4.根据权利要求3所述的培养方法，其特征在于，所述餐厨废水的COD值为50000～60000mg/L，氨氮含量为300～400mg/L，总氮含量为1500～2000mg/L，总磷含量为30～200mg/L。
5.根据权利要求3所述的培养方法，其特征在于，所述酶解用酶包括酸性蛋白酶，α-淀粉酶，糖化酶和纤维素酶中的一种或多种；所述酸性蛋白酶的工作浓度为400～1500U/mL；所述α-淀粉酶的工作浓度为8～100U/mL；所述糖化酶的工作浓度为80～1000U/mL；所述纤维素酶的工作浓度为8～30U/mL。
6.根据权利要求5所述的培养方法，其特征在于，所述酶解为复合酶解；所述复合酶解用酶包括酸性蛋白酶，α-淀粉酶，糖化酶和纤维素酶；所述复合酶解的pH值为4.8～5.2；温度为48～52℃，时间为1.5～2.5h。
7.根据权利要求1所述的培养方法，其特征在于，所述斜生栅藻在接种时的密度为1×105～1×106个/mL。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述培养的光暗比为11～13h：11～13h。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，光培养时的光照强度为50～70μmolphotons·m-2·s-1。
10.权利要求1～9任意一项所述方法在净化餐厨废水产油中的应用，其特征在于，分离收获藻体后，收集剩余液体，得到净化后的餐厨废水处理液。
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