CN111646576B - 一种通过油菜素内酯提高微藻处理废水过程中耐毒性的方法 - Google Patents

一种通过油菜素内酯提高微藻处理废水过程中耐毒性的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及废水处理技术领域，尤其涉及一种通过油菜素内酯提高微藻处理废水过程中耐毒性的方法。本发明采用添加微量油菜素内酯的方法，提高了微藻的耐毒性能，优化了微藻的代谢活性，提高废水生物处理与微藻生物质能源耦合技术中微藻生物质产量，并定向调节了高价值附加产物的合成。

Description

一种通过油菜素内酯提高微藻处理废水过程中耐毒性的方法
技术领域
本发明属于废水处理技术领域，尤其涉及一种通过油菜素内酯提高微藻处理废水过程中耐毒性的方法。
背景技术
微藻作为第三代生物燃料的原料，与传统的碳水化合物相比，具有很高的光子转换效率，生长速度快，占地面积小，培养方式简单。由于微藻具有良好的脂肪酸组成，其油脂成分和富油的植物类似，脂肪酸的碳链长度主要是C16和C18，大部分为中性脂类，通常以三酰基甘油(TAG)的形式储存，是生物柴油的主要来源。微藻通过生理活动积累脂质，油脂含量可以高达细胞干重的30％-80％。不仅如此，微藻还可以产生多种高价值的细胞内产物，如蛋白质、碳水化合物、特定脂肪酸和色素，是一种高产、可持续利用的生物能源和生物质原料。
然而，微藻生长速率缓慢是微藻生物质资源生产的瓶颈问题，现有技术中利用低温、高光、贫营养、高盐等极端非生物逆境条件诱导微藻生长。虽然这些方法有利于胞内目标组分含量的提高，但是也限制了微藻细胞的生长，影响整体生物质资源/能源产量。因此，一些研究开始利用提高光强、调控生长培养基、曝气、增加碳源等策略来有效提高微藻的生物质资源。尽管目前的手段一定程度提高了微藻细胞脂质生产力，但能耗和培养成本显著增加，经济分析后并不具有实践性。
并且，上述方法仅适用于微藻的常规培养过程。而在利用微藻处理废水过程中，由于废水中污染物毒性胁迫，严重影响微藻的生长，并造成微藻附加产物产率的下降。如何解决微藻处理废水与资源转化过程中因污染物毒性胁迫而产率下降的问题，提供一种提高微藻处理废水过程中耐毒性的方法目前未见报道。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种通过油菜素内酯提高微藻处理废水过程中耐毒性的方法，添加微量油菜素内酯，提高了微藻的耐毒性能，优化了微藻的代谢活性，提高废水生物处理与微藻生物质能源耦合技术中微藻生物质产量，并定向调节了高价值附加产物的合成。
为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：
本发明提供了一种通过油菜素内酯提高微藻处理废水过程中耐毒性的方法，包括如下步骤：
1)将待处理废水与油菜素内酯混合，得到废水培养液；所述油菜素内酯的质量与待处理废水的体积比为50-2000μg:1L；
2)在所述步骤1)得到的废水培养液中接入浓度为1×107～5×107个/mL的微藻后进行培养，所述微藻的接入量为废水培养液总体积的5％～25％。
作为优选的，所述油菜素内酯的质量与待处理废水的体积比为300-600μg:1L。
优选的，本发明所述待处理废水的起始毒性抑制率≤70％。
优选的，本发明所述待处理废水的COD≤1000mg/L。
优选的，本发明所述步骤2)中培养的温度为15～30℃。
优选的，本发明所述步骤2)中培养的光照强度为0～6000Lux。
优选的，本发明所述步骤2)中培养的光照时间为12～18h/天。
优选的，本发明所述步骤2)中培养时进行搅拌，所述搅拌转速为100～180r/min。
优选的，本发明所述步骤2)中培养的时间为0.5-7天。
优选的，本发明所述微藻的富集方法包括：将微藻细胞按体积比5％-25％接种到培养基中，在温度为10～30℃、光暗比为12～20:12～4和转速为50～250r/min下培养到微藻生长的对数期。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
(1)本发明首次提出采用添加微量油菜素内酯(微克升级)的方法，提高废水生物处理与微藻生物质能源耦合技术中微藻生物质产量。
(2)本发明首次提出采用添加微量油菜素内酯(微克升级)的方法，提高了微藻的耐毒性能，优化了微藻的代谢活性，并定向调节了高价值附加产物的合成。
(3)本发明涉及在废水生物处理与微藻生物质能源耦合工艺中添加微量油菜素内酯(微克升级)的方法，具有效率高，成本低，操作方便、环境友好的优势，具有及其广阔的应用前景。
具体实施方式
本发明提供了一种通过油菜素内酯提高微藻处理废水过程中耐毒性的方法，包括如下步骤：
1)将待处理废水与油菜素内酯混合，得到废水培养液；所述油菜素内酯的质量与待处理废水的体积比为50-2000μg:1L；
2)在所述步骤1)得到的废水培养液中接入浓度为1×107～5×107个/mL的微藻后进行培养，所述微藻的接入量为废水培养液总体积的5％～25％。
本发明中对于油菜素内酯的来源并没有特殊限定，现有技术中的已知或市售的油菜素内酯均可用于本发明中。作为一个可实施的技术方案，本发明优选市售原料，进一步优选油菜素内酯的质量与待处理废水的体积比为300-600μg:1L；更优选油菜素内酯的质量与待处理废水的体积比为500μg:1L。
在本发明中，油菜素内酯作为高等植物激素，可调节微藻生长和代谢，并在短时间内有效提高微藻对环境中污染物的抗逆性，减少污染物对植物造成生物毒性的氧化损伤，还可以同时提高藻细胞内高附加值生物质资源。
本发明中对于废水的来源并无特殊限定，工业来源的废水、农业废水与生活废水均可作为本发明的处理对象，其中工业来源的废水可以是本领域常见的制药废水、焦化废水、食品工业废水、金属冶炼废水、造纸废水等。
本发明通过将废水稀释、灭菌的方式得到待处理废水。本发明优选应用自来水或蒸馏水进行稀释，以得到待处理废水，稀释比例优选为5-40倍；本发明对灭菌方式无特殊限定，本领域常规的废水灭菌方法均可用于本发明中。
作为优选的技术方案，本发明所述待处理废水的起始毒性抑制率≤70％；进一步优选的，本发明所述待处理废水的COD≤1000mg/L；更进一步优选待处理废水的BOD5/COD>0.3，SS<200mg/L，TDS<300mg/L，pH值为5～9。
本发明对待处理废水起始毒性抑制率、COD、BOD5/COD、SS、TDS、pH值的检测方法无特殊要求，本领域常规检测方法均可用于本申请。作为优选的实施方式，本发明还提供了一种废水急毒性检测方法，具体步骤包括：
用青海弧菌Q67作为毒性检测的发光细菌，按照本领域常规操作进行预处理，得到细菌冻干粉溶液；将待处理污水水样与渗透压液调节液按体积比19:1混合，配制成待测样品；取适量待测样品，加入细菌冻干粉溶液，混匀，放置15min后测定发光值。
毒性抑制率计算公式：
(标准溶液发光值-待测溶液发光值)/标准溶液发光值
本发明中待处理废水与油菜素内酯的混合可以采用本领域中的常规操作方式，无明显聚集微藻团即认为混匀。混匀后可使油菜素内酯均匀分散在待处理废水中，有利于后续过程中微藻的培养。
本发明对于微藻的种类并没有特殊限定，现有技术中的单细胞叶绿素藻均可用于本发明中。作为优选的实施方式，本发明优选应用小球藻(Chlorella regularis)、栅藻(Scenedesmus obliquus)、衣藻(Chlamydomonas)和螺旋藻(Spirulina)。本发明对于上述藻类的来源没有特殊限定，作为一个可实施的方式，本发明中应用的小球藻、栅藻、衣藻和螺旋藻优选购买自中国科学院淡水藻种库。
其中，微藻可以高效利用废水中的部分小分子有机质、氮和磷等污染物合成生物质，并达到处理废水的目的。本发明中优选的微藻种类不仅可以适应多种废水的培养条件，还可以有效吸收污水中的营养物质，环境适应性强，油脂含量高。
作为优选的实施方式，本发明中微藻的接入量为废水培养液总体积的10-20％，进一步优选微藻的接入量为废水培养液总体积的15％；所接入的微藻浓度优选为2×107～4×107个/mL，进一步优选微藻浓度为3×107个/mL。
温度能影响微藻对营养的需求、新陈代谢的速率和细胞内的组分，高温或低温环境胁迫能够刺激微藻细胞产生胁迫适应机制，从而使微藻细胞大量产生并积累各类损伤修复活性物质。在本发明中，所述步骤2)中培养的温度优选为15～30℃，进一步优选为20℃。本发明限定的培养温度可增强微藻对污染物的去除效率，提高微藻生物量积累、提高微藻胞内油脂转化率、提高胞内物质产量。
本发明对光源无特殊要求，本领域的常规光照设备均可用于本发明中。作为可实施的技术方案，本发明优选应用LED灯作为光源。其中，所述步骤2)中培养的光照强度优选为0～6000Lux，进一步优选为4000Lux；所述步骤2)中培养的光照时间优选为12～18h/天，进一步优选为16h/天。
本发明在微藻培养过程中对废水培养液进行搅拌，使微藻均匀分散在废水培养液中，以获得充分的营养。作为优选的，本发明中所述搅拌转速为100～180r/min，进一步优选为150r/min。
本发明对微藻的培养时间进行限定，作为一个优选的实施方式，本发明所述步骤2)中培养的时间优选为0.5-7天，进一步优选为3天。本发明中所限定的时间保证了微藻对废水中污染物的去除效率，保证废水经处理后符合排放标准。
本发明还提供了所述微藻的富集方法，包括：将微藻细胞按体积比5％-25％接种到培养基中，在温度为10～30℃、光暗比为12～20:12～4和转速为50～250r/min下培养到微藻生长的对数期。
本发明对培养基没有特殊限定，微藻培养常用的培养基均可用于本发明中对微藻进行富集。作为一个可实施的方式，本发明优选应用BG11培养基、水生4号或克诺普(Knop)培养液；进一步优选应用BG11培养基。
其中，所述BG11培养基的配方优选包括如下成分：1.5g/L NaNO3，2.86g/L H3BO4，0.04g/L K2HPO4·3H2O，1.86g/L MnCl2，0.075g/L MgSO4·7H2O，0.08g/L CuSO4，0.036g/LCaCl2.2H2O，0.22g/LZnSO4，0.006g/L柠檬，0.39g/LNa2MoO4，0.006g/L柠檬酸铁铵，0.05g/LCo(NO3)2·6H2O，0.02g/LNaCO3，0.001g/L EDTANa2。
作为优选的实施方式，本发明在微藻富集过程中，所述微藻细胞优选按体积比10％-20％接种到培养基中，进一步优选按体积比15％接种到培养基中；所述微藻富集时的培养温度优选为15～25℃，进一步优选为20℃；所述微藻富集时的光暗比优选为14～18:10～6，进一步优选为16:8；所述微藻富集时的搅拌转速优选为100～200r/min，进一步优选为150r/min。
在微藻接入废水培养液前进行富集可使微藻活化，使其更适应环境，以有利于微藻耐毒性。本发明通过对微藻细胞的计数来判断微藻是否进入生长对数期，当藻细胞数成几何级数增长即判定为进入生长对数期；作为优选的实施方案，本发明优选微藻细胞富集培养5～15天，进一步优选培养10天。
本发明对微藻富集培养设备无特殊要求，现有技术已知的培养设备均可用于本发明中。作为优选的技术方案，本发明优选应用光反器。所述光反应器主体是生物培养发酵罐，周围玻璃为可透光材质，径深比2/5。在无光源的光反器中优选应用LED灯作为光源。
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。
本发明的实施例中：
小球藻(Chlorella regularis)、栅藻(Scenedesmus obliquus)、衣藻(Chlamydomonas)和螺旋藻(Spirulina)购买自中国科学院淡水藻种库；
制药废水，取自吉林省吉林市制药厂生产废水，该厂主要产品为抗生素，COD浓度为2500mg/L；
化工废水，取自吉林省吉林市焦化厂废水，COD浓度为2000mg/L；
啤酒废水，取自吉林省吉林市啤酒厂废水，该废水中COD浓度为1000mg/L；
油菜素内酯(BR)，购于上海源叶生物科技有限公司；
LED灯，规格：1000×12mm高亮度SMD LED暖白框条光，PCB厚度为0.2mm，反应器总体光照强度范围为0～20000Lux；
光反应器，规格：5L，光照面积0.314m2，径深比2/5；
青海弧菌Q67冻干粉试剂盒，来源：滨松光子医疗科技(廊坊)有限公司。
在本发明中，若无特殊说明，所有的原料组分均为本领域技术人员熟知的市售商品。
实施例1
微藻藻种富集
在5L的光反应器中加入3LBG11培养基，分别将小球藻、栅藻、衣藻和螺旋藻细胞按照15％体积比接种到培养基中，在20℃、光暗比为16:8和转速为150r/min下培养，至微藻浓度为3×107个/mL。
其中，BG11培养基的配方为：1.5g/LNaNO3，2.86g/L H3BO4，0.04g/L K2HPO4·3H2O，1.86g/LMnCl2，0.075g/L MgSO4·7H2O，0.08g/L CuSO4，0.036g/L CaCl2.2H2O，0.22g/LZnSO4，0.006g/L柠檬，0.39g/LNa2MoO4，0.006g/L柠檬酸铁铵，0.05g/L Co(NO3)2·6H2O，0.02g/LNaCO3，0.001g/L EDTANa2。
实施例2
废水培养中油菜素内酯对微藻生物量的提升情况
1)分别将制药废水、化工废水和啤酒废水用蒸馏水稀释10倍后灭菌，测定待处理废水指标；
2)在光反应器中分别加入三种灭菌后的废水、500μg/L的油菜素内酯，用反应器内设有的搅拌棒按照顺时针搅拌15s、逆时针搅拌15s的方式依次搅拌，共搅拌3min，至无明显聚集微藻团；
3)待混匀后，分别加入浓度为3×107个/mL、体积分数为15％的小球藻、栅藻、衣藻和螺旋藻；
4)调整温度为20℃，采用LED灯光照，光暗比为16/8，转速150r/min培养72小时后对微藻生物量进行测定。
对照组中油菜素内酯的加入量为0μg/L，其他处理方式与实验例相同。
步骤1)中不同待处理废水的指标见表1所示：
表1不同待处理废水的指标
制药废水 化工废水 啤酒废水
COD(mg/L) 990 980 1000
抑制率(％) 67 65 66
BOD<sub>5</sub>/COD 0.6 0.65 0.64
SS(mg/L) 180 185 188
TDS(mg/L) 285 279 280
pH 7.3 7.4 7.2
不同废水中油菜素内酯对微藻生物量的提升情况见表2所示：
表2不同废水中油菜素内酯(500μg/L)对微藻生物量的提升情况(15％微藻)
Figure BDA0002562676730000081
实施例3
废水培养中油菜素内酯对微藻生物量的提升情况
具体方法同实施例2，步骤3)中分别加入体积分数为5％的小球藻、栅藻、衣藻和螺旋藻，结果见表3所示：
表3不同废水中油菜素内酯(500μg/L)对微藻生物量的提升情况(5％微藻)
Figure BDA0002562676730000082
实施例4
废水培养中油菜素内酯对微藻生物量的提升情况
具体方法同实施例2，步骤3)中分别加入体积分数为25％的小球藻、栅藻、衣藻和螺旋藻，结果见表4所示：
表4不同废水中油菜素内酯(500μg/L)对微藻生物量的提升情况(25％微藻)
Figure BDA0002562676730000091
实施例2-4的结果显示，相比于对照组，在3种废水处理中，油菜素内酯分别使小球藻生物量提升了24％～31％，栅藻提升了20％～21％，衣藻提升了8％～17％，螺旋藻提升了10％～13％。由此可见，油菜素内酯的添加显著的增强微藻的生物量。
实施例5
废水培养中油菜素内酯对微藻生物量的提升情况
具体方法同实施例2，步骤2)中加入油菜素内酯的量为50μg/L，结果见表5所示：
实施例6
废水培养中油菜素内酯对微藻生物量的提升情况
具体方法同实施例2，步骤2)中加入油菜素内酯的量为2000μg/L，结果见表5所示：
表5不同废水中油菜素内酯(50μg/L和2000μg/L)对微藻生物量的提升情况(15％微藻)
Figure BDA0002562676730000101
实施例7
废水培养中油菜素内酯对微藻生物量的提升情况
具体方法同实施例2，步骤2)中加入油菜素内酯的量为50μg/L；步骤3)中分别加入体积分数为5％的小球藻、栅藻、衣藻和螺旋藻，结果见表6所示：
实施例8
废水培养中油菜素内酯对微藻生物量的提升情况
具体方法同实施例2，步骤2)中加入油菜素内酯的量为2000μg/L；步骤3)中分别加入体积分数为5％的小球藻、栅藻、衣藻和螺旋藻，结果见表6所示：
表6不同废水中油菜素内酯(50μg/L和2000μg/L)对微藻生物量的提升情况(5％微藻)
Figure BDA0002562676730000102
Figure BDA0002562676730000111
实施例9
废水培养中油菜素内酯对微藻生物量的提升情况具体方法同实施例2，步骤2)中加入油菜素内酯的量为50μg/L；步骤3)中分别加入体积分数为25％的小球藻、栅藻、衣藻和螺旋藻，结果见表7所示：
实施例10
废水培养中油菜素内酯对微藻生物量的提升情况
具体方法同实施例2，步骤2)中加入油菜素内酯的量为2000μg/L；步骤3)中分别加入体积分数为25％的小球藻、栅藻、衣藻和螺旋藻，结果见表7所示：
表7不同废水中油菜素内酯(50μg/L和2000μg/L)对微藻生物量的提升情况(25％微藻)
Figure BDA0002562676730000112
实施例5-10结果显示，相比于对照组，在3种废水处理中，油菜素内酯的添加均使小球藻、栅藻、衣藻、螺旋藻的生物量不同程度的提升，并且油菜素内酯加入量为2000μg/L时生物量的提升效果优于油菜素内酯加入量为50μg/L时的提升效果。由此可见，油菜素内酯的添加可显著的增强微藻的生物量。
实施例11
油菜素内酯对微藻在不同废水中化学需氧量去除情况
1)分别将制药废水、化工废水和啤酒厂废水用蒸馏水稀释10倍后灭菌；
2)在光反应器中分别加入三种灭菌后的废水与500μg/L的油菜素内酯，用反应器内设有的搅拌棒按照顺时针搅拌15s、逆时针搅拌15s的方式依次搅拌，共搅拌3min，至无明显聚集微藻团；
3)待混匀后，分别加入浓度为3×107个/mL、体积分数为15％的小球藻、栅藻、衣藻和螺旋藻；
4)调整温度为20℃，采用LED灯光照，光暗比为16/8，转速150r/min培养72小时后对化学需氧量(COD)进行检测。
对照组中油菜素内酯的加入量为0μg/L，其他处理方式与实验例相同。
不同废水中微藻的化学需氧量去除情况见表8所示：
表8油菜素内酯(500μg/L)对微藻在不同废水中化学需氧量去除情况(15％微藻)
Figure BDA0002562676730000121
实施例12
油菜素内酯对微藻在不同废水中化学需氧量去除情况
具体方法同实施例11，步骤3)中分别加入体积分数为5％的小球藻、栅藻、衣藻和螺旋藻，结果见表9所示：
表9油菜素内酯(500μg/L)对微藻在不同废水中化学需氧量去除情况(5％微藻)
Figure BDA0002562676730000131
实施例13
油菜素内酯对微藻在不同废水中化学需氧量去除情况
具体方法同实施例11，步骤3)中分别加入体积分数为25％的小球藻、栅藻、衣藻和螺旋藻，结果见表10所示：
表10油菜素内酯(500μg/L)对微藻在不同废水中化学需氧量去除情况(25％微藻)
Figure BDA0002562676730000132
实施例14
油菜素内酯对微藻在不同废水中化学需氧量去除情况
具体方法同实施例11，步骤2)中加入油菜素内酯的量为50μg/L，结果见表11所示：
实施例15
油菜素内酯对微藻在不同废水中化学需氧量去除情况
具体方法同实施例11，步骤2)中加入油菜素内酯的量为2000μg/L，结果见表11所示：
表11油菜素内酯(50μg/L和2000μg/L)对微藻在不同废水中化学需氧量去除情况(15％微藻)
Figure BDA0002562676730000141
实施例16
油菜素内酯对微藻在不同废水中化学需氧量去除情况
具体方法同实施例11，步骤2)中加入油菜素内酯的量为50μg/L；步骤3)中分别加入体积分数为5％的小球藻、栅藻、衣藻和螺旋藻，结果见表12所示：
实施例17
油菜素内酯对微藻在不同废水中化学需氧量去除情况
具体方法同实施例11，步骤2)中加入油菜素内酯的量为2000μg/L；步骤3)中分别加入体积分数为5％的小球藻、栅藻、衣藻和螺旋藻，结果见表12所示:
表12油菜素内酯(50μg/L和2000μg/L)对微藻在不同废水中化学需氧量去除情况(5％微藻)
Figure BDA0002562676730000142
Figure BDA0002562676730000151
实施例18
油菜素内酯对微藻在不同废水中化学需氧量去除情况
具体方法同实施例11，步骤2)中加入油菜素内酯的量为50μg/L；步骤3)中分别加入体积分数为25％的小球藻、栅藻、衣藻和螺旋藻，结果见表13所示:
实施例19
油菜素内酯对微藻在不同废水中化学需氧量去除情况
具体方法同实施例11，步骤2)中加入油菜素内酯的量为2000μg/L；步骤3)中分别加入体积分数为25％的小球藻、栅藻、衣藻和螺旋藻，结果见表13所示：
表13油菜素内酯(50μg/L和2000μg/L)对微藻在不同废水中化学需氧量去除情况(25％微藻)
Figure BDA0002562676730000152
根据目前国内污水排放标准，制药厂废水和化工废水需要符合《污水综合排放标准》(GB8978-1996)，对于制药厂废水的排放，须符合一级排放标准COD≤100mg/L，二级排放标准COD≤300mg/L，三级排放标准COD≤1000mg/L；对于焦化厂工业废水的排放，须符合一级排放标准COD≤100mg/L，二级排放标准COD≤200mg/L，三级排放标准COD≤1000mg/L，啤酒厂废水的排放需要符合《啤酒工业污染物排放标准》(GB19821-2005)一级标准，COD≤80mg/L。
本发明实施例11-19结果表明：四种不同微藻中，小球藻和栅藻在处理3种废水中，起始加入15％体积比的微藻并添加500μg/LBR后，废水中COD浓度大幅度下降，均达到了国家二级污水排放标准；而衣藻和螺旋藻仅达到了三级排放标准。因此，在用微藻处理废水中添加BR后，增强了微藻对污染物的去除效率，提高了废水的排放标准，其中，BR对小球藻的增强效果最好。而添加其他比例微藻及不同浓度油菜素内酯的结果都没有15％体积比微藻量，并且添加500μg/L油菜素内酯的处理效果好。
实施例20
油菜素内酯对微藻在不同废水中胞内物质的影响情况
1)分别将制药废水、化工废水和啤酒厂废水用蒸馏水稀释10倍后灭菌；
2)在光反应器中分别加入3L三种灭菌后的废水，加入500μg/L的油菜素内酯，用反应器内设有的搅拌棒按照顺时针搅拌15s、逆时针搅拌15s的方式依次搅拌，共搅拌3min，至无明显聚集微藻团；
3)待混匀后，加入浓度为3×107个/mL、体积分数为15％的小球藻；
4)调整温度为20℃，采用LED灯光照，光暗比为16/8，转速150r/min培养72小时后对微藻油脂、蛋白质及糖类含量进行检测。
对照组中油菜素内酯的加入量为0μg/L，其他处理方式与实验例相同。
小球藻在不同废水中BR对油脂、蛋白质和糖类产量的影响见表14所示：
表14油菜素内酯(500μg/L)对小球藻在不同废水中不同胞内物质含量的影响(15％微藻)
Figure BDA0002562676730000171
实施例21
油菜素内酯对微藻在不同废水中胞内物质的影响情况
具体方法同实施例20，步骤2)中加入油菜素内酯的量为50μg/L，结果见表15所示:
实施例22
油菜素内酯对微藻在不同废水中胞内物质的影响情况
具体方法同实施例20，步骤2)中加入油菜素内酯的量为2000μg/L，结果见表15所示:
表15油菜素内酯(50μg/L和2000μg/L)对小球藻在不同废水中不同胞内物质含量的影响(15％微藻)
Figure BDA0002562676730000172
实施例23
油菜素内酯对微藻在不同废水中胞内物质的影响情况
具体方法同实施例20，步骤3)中加入体积分数为5％的小球藻，结果见表16所示:
表16油菜素内酯(500μg/L)对小球藻在不同废水中不同胞内物质含量的影响(5％微藻)
Figure BDA0002562676730000181
实施例24
油菜素内酯对微藻在不同废水中胞内物质的影响情况
具体方法同实施例20，步骤2)中加入油菜素内酯的量为50μg/L；步骤3)中加入体积分数为5％的小球藻，结果见表17所示:
实施例25
油菜素内酯对微藻在不同废水中胞内物质的影响情况
具体方法同实施例20，步骤2)中加入油菜素内酯的量为2000μg/L；步骤3)中加入体积分数为5％的小球藻，结果见表17所示:
表17油菜素内酯(50μg/L和2000μg/L)对小球藻在不同废水中不同胞内物质含量的影响(5％微藻)
Figure BDA0002562676730000182
Figure BDA0002562676730000191
实施例26
油菜素内酯对微藻在不同废水中胞内物质的影响情况
具体方法同实施例20，步骤3)中加入体积分数为25％的小球藻，结果见表18所示:
表18油菜素内酯(500μg/L)对小球藻在不同废水中不同胞内物质含量的影响(25％微藻)
Figure BDA0002562676730000192
实施例27
油菜素内酯对微藻在不同废水中胞内物质的影响情况
具体方法同实施例20，步骤2)中加入油菜素内酯的量为50μg/L；步骤3)中加入体积分数为25％的小球藻，结果见表19所示:
实施例28
油菜素内酯对微藻在不同废水中胞内物质的影响情况
具体方法同实施例20，步骤2)中加入油菜素内酯的量为2000μg/L；步骤3)中加入体积分数为25％的小球藻，结果见表19所示:
表19油菜素内酯(50μg/L和2000μg/L)对小球藻在不同废水中不同胞内物质含量的影响(25％微藻)
Figure BDA0002562676730000193
Figure BDA0002562676730000201
实施例20-28结果显示：相对于对照组，起始添加15％体积比微藻再加入500μg/LBR处理组胞内油脂含量最高，该处理下油脂在三种废水中分别提高了40.9％，29.6％和20.9％。
实施例29
微藻处理废水后的生物急性毒性测试(以小球藻为例)
1)分别将制药废水、化工废水和啤酒厂废水用蒸馏水稀释10倍后灭菌；
2)在光反应器中分别加入3L三种灭菌后的废水，加入500μg/L的油菜素内酯，用反应器内设有的搅拌棒按照顺时针搅拌15s、逆时针搅拌15s的方式依次搅拌，共搅拌3min，至无明显聚集微藻团；
3)待混匀后，加入浓度为3×107个/mL、体积分数为15％的小球藻；
4)调整温度为20℃，采用LED灯光照，光暗比为16/8，转速150r/min培养72小时，每24小时用青海弧菌冻干粉试剂对废水毒性进行测定。
对照组中油菜素内酯的加入量为0μg/L，其他处理方式与实验例相同。
废水急性毒性检测步骤如下：
用青海弧菌Q67作为毒性检测的发光细菌，取一支青海弧菌Q67冻干粉置于室温(20℃)平衡15min。取0.5mL复苏稀释液加入平衡后的青海弧菌Q67冻干粉试剂瓶中。溶解后的冻干粉溶液置于室温下10min后用于测定样品。
标准品制备：取2mL复苏稀释液加入到干净的试管中。
待测样品制备：将处理污水水样与渗透压调节液以19:1混合，配制成待测样品，取样品2mL加入到干净的试管中，向各试管中加入0.05mL细菌冻干粉溶液，轻轻震荡，使之充分混匀，放置15min后测定发光值。
渗透压调节液配方：NaCl含量为25wt％，Hepes含量为15wt％，镁化合物含量3.5wt％，DMSO含量12.5wt％，去离子水至100％。
毒性抑制率计算：
(标准溶液发光值-待测溶液发光值)/标准溶液发光值
不同废水对微藻处理废水生物毒性的影响见表20所示：
表20油菜素内酯(500μg/L)对微藻处理废水生物毒性的影响(15％微藻)
Figure BDA0002562676730000211
实施例30
微藻处理废水后的生物急性毒性测试
具体方法同实施例29，步骤2)中加入油菜素内酯的量为50μg/L，结果见表21所示:
实施例31
微藻处理废水后的生物急性毒性测试
具体方法同实施例29，步骤2)中加入油菜素内酯的量为2000μg/L，结果见表21所示:
表21油菜素内酯(50μg/L和2000μg/L)对微藻处理废水生物毒性的影响(15％微藻)
Figure BDA0002562676730000212
Figure BDA0002562676730000221
实施例32
微藻处理废水后的生物急性毒性测试
具体方法同实施例29，步骤3)中加入体积分数为5％的小球藻，结果见表22所示:
表22油菜素内酯(500μg/L)对微藻处理废水生物毒性的影响(5％微藻)
Figure BDA0002562676730000222
实施例33
微藻处理废水后的生物急性毒性测试
具体方法同实施例29，步骤2)中加入油菜素内酯的量为50μg/L；步骤3)中加入体积分数为5％的小球藻，结果见表23所示:
实施例34
微藻处理废水后的生物急性毒性测试
具体方法同实施例29，步骤2)中加入油菜素内酯的量为2000μg/L；步骤3)中加入体积分数为5％的小球藻，结果见表23所示:
表23油菜素内酯(50μg/L和2000μg/L)对微藻处理废水生物毒性的影响(5％微藻)
Figure BDA0002562676730000223
Figure BDA0002562676730000231
实施例35
微藻处理废水后的生物急性毒性测试
具体方法同实施例29，步骤3)中加入体积分数为25％的小球藻，结果见表24所示:
表24油菜素内酯(500μg/L)对微藻处理废水生物毒性的影响(25％微藻)
Figure BDA0002562676730000232
实施例36
微藻处理废水后的生物急性毒性测试
具体方法同实施例29，步骤2)中加入油菜素内酯的量为50μg/L；步骤3)中加入体积分数为25％的小球藻，结果见表25所示:
实施例37
微藻处理废水后的生物急性毒性测试
具体方法同实施例29，步骤2)中加入油菜素内酯的量为2000μg/L；步骤3)中加入体积分数为25％的小球藻，结果见表25所示:
表25油菜素内酯(50μg/L和2000μg/L)对微藻处理废水生物毒性的影响(25％微藻)
Figure BDA0002562676730000241
现有评价标准认为，该方法检测水质毒性作用，发光抑制率＜30％为低毒；30％≤发光抑制率＜50％为中毒。由实施例29-37结果可知，在所有添加BR处理的废水中，起始添加15％体积比微藻再加入500μg/LBR处理组毒性抑制效果最好。与对照组相比，废水毒性对小球藻的抑制率都有大幅度降低，尤其在处理72小时后的制药废水中，污水毒性抑制率仅为20％，3种废水处理中均达到了低毒的范围。由此可以看出，BR增强了小球藻对污染物毒性的抗性作用。
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)

1.一种通过油菜素内酯提高微藻处理废水过程中耐毒性的方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)将待处理废水与油菜素内酯混合，得到废水培养液；所述油菜素内酯的质量与待处理废水的体积比为50-2000μg:1L；
2)在所述步骤1)得到的废水培养液中接入浓度为1×107～5×107个/mL的微藻后进行培养，所述微藻的接入量为废水培养液总体积的5％～25％；
所述微藻为小球藻、栅藻、衣藻或螺旋藻；
所述处理废水指去除废水化学需氧量COD。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述油菜素内酯的质量与待处理废水的体积比为300-600μg:1L。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述待处理废水的起始毒性抑制率≤70％。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述待处理废水的COD≤1000mg/L。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤2)中培养的温度为15～30℃。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤2)中培养的光照强度为0～6000Lux。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤2)中培养的光照时间为12～18h/天。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤2)中培养时进行搅拌，所述搅拌转速为100～180r/min。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤2)中培养的时间为0.5-7天。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述微藻的富集方法包括：将微藻细胞按体积比5％-25％接种到培养基中，在温度为10～30℃、光暗比为12～20:12～4和转速为50～250r/min下培养到微藻生长的对数期。
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