CN113481102B - 一株淡水小球藻Chlorella sorokiniana及其培养方法与应用 - Google Patents

一株淡水小球藻Chlorella sorokiniana及其培养方法与应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一株淡水小球藻Chlorella sorokiniana及其培养方法与应用。本发明的淡水小球藻Chlorella sorokiniana，于2021年6月4日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号中国科学院微生物研究所，保藏编号：CGMCC NO.22395。本发明利用淡水小球藻Chlorella sorokiniana和蛋白核小球藻的共培养体系处理畜禽废水时，不仅可以有效去除废水中的污染物质，净化水质，同时还可以有效促进微藻生长，培养得到的微藻可以回收利用，加工为有价值的产品，进一步降低废水的处理成本。

Description

一株淡水小球藻Chlorella sorokiniana及其培养方法与 应用
技术领域
本发明涉及一株淡水小球藻Chlorella sorokiniana及其培养方法与应用，属于微生物废水处理技术领域。
背景技术
随着人类生活水平的不断提高，对肉类的需求量也与日俱增，畜禽业的发展导致畜禽养殖废水的达标处理成为一个棘手的问题。畜禽养殖废水主要是由畜禽的尿液、粪便、饲料残渣及圈舍冲刷水组成，其中圈舍冲刷水占了大部分。畜禽养殖废水的污染物浓度高、危害大，任其排放对地表水、地下水均会造成污染，影响人畜饮水安全。
废水处理是解决水污染，缓解水资源短缺的有效方法。传统的生化二级处理是污水处理中应用较广泛的技术，虽然其工艺成熟、处理效果理想，但建造、运行、管理费用过高。此外，对于污水的处理，通常还有化学法(如加入硫酸铜等)和换水法等，虽然均有一定效果，但化学法易产生二次污染，换水法不够方便、经济，且仅适宜于小型水体。
微藻是自然界中广泛分布、种类多样、数目巨大的微生物群之一，具有对生存环境要求简单、不受气候控制、占地少等优势。微藻在污水处理中有很大的优点：除去氮和磷，分解有机物，吸收重金属，另一方面，微藻也可以用于制备生物能源和作为养殖业饲料以及食品业原料。藻类可吸收污水中大量的N、部分的P及COD来净化污水，微藻处理废水不仅能起到净化水质的作用，还能改善生态环境，促进退化水生态系统的恢复，同时，收获的生物质还可用于农业、畜牧业及活性物质提取等多种领域，进一步降低废水的处理成本。
中国专利文献CN107055946A(申请号201710139296.9)提出了一种利用小球藻净化猪场发酵废水的方法，是将驯化培养后获得的能在体积分数为50％～70％的猪场发酵废水中快速生长的藻种，接种到猪场发酵废水中培养，完成废水处理。该发明最好的废水TN、TP及COD的去除率为89.8％、88.8％、88.2％，达到畜禽养殖废水的排放标准；但是该发明没有公开驯化得到的藻种信息。
中国专利文献CN110029065A(申请号201910195806.3)公开了一种利用养牛场废水培养小球藻的方法，具体是将养牛场废水进行厌氧发酵，发酵后得到的沼液用水稀释，以此溶液作为培养基培养小球藻FACHB-1227。该方法获得小球藻的生物量可以达到6.2g/L，养牛场废水中主要污染物的最高去除率分别为：COD：63.6％，氨氮：73.56％，总氮：65.4％，总磷：76.48％，经过微藻培养处理后的污水养分浓度较低，可以进入一般污水处理环节。但是该发明在培养小球藻时需要将沼液培养基用水稀释，一方面会造成水资源的浪费，另一方面也会导致废水的处理效率降低。
中国专利文献CN103739075A(申请号201310657281.3)公开了一种水产养殖废水的处理方法，该处理方法采用蛋白核小球藻、斜生珊藻和月牙藻三种藻类进行水产养殖废水处理。但是该发明并没有对水产养殖废水中氮、磷等物质的去除效果以及微藻之间的相互作用关系加以说明。
现有技术中给出了藻-藻共培养的方式处理废水，但是复合藻种混合培养时出现的藻种间的拮抗作用或竞争关系，导致废水处理效果并不理想。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一株淡水小球藻Chlorella sorokiniana及其培养方法与应用。本发明通过前期实验，筛选出适合共培养的两株藻种：淡水小球藻Chlorella sorokiniana(保藏号CGMCC NO.22395)和蛋白核小球藻(Chlorellapyrenoidosa)，用于废水处理。在本发明优选的技术方案中，采用藻-藻共培养的方式，通过不同微藻间的相互作用来提高废水中污染物质的去除并达到微藻生物量的积累。
本发明的技术方案如下：
一株淡水小球藻Chlorella sorokiniana，于2021年6月4日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号中国科学院微生物研究所，保藏编号：CGMCC NO.22395。
优选的，所述淡水小球藻Chlorella sorokiniana的18S rDNA的核苷酸序列如SEQID NO.1所示。
上述淡水小球藻Chlorella sorokiniana的培养方法，包括如下步骤：
将淡水小球藻Chlorella sorokiniana接种于BG11固体培养基平板上进行固体培养，获得单藻落，从BG11固体培养基平板上挑取一单株藻，接种到BG11液体培养基中进行液体培养，待其颜色变深且无杂菌产生，得淡水小球藻Chlorella sorokiniana培养液。
优选的，所述固体培养的条件为温度25～28℃、光照2000～2500lux；进一步优选为温度25℃、光照2000lux。
优选的，所述液体培养的条件为温度25～28℃、光照2000～2500lux、转速100～150r/min；进一步优选为温度25℃、光照2000lux、转速140r/min。
上述淡水小球藻Chlorella sorokiniana在处理畜禽废水中的应用。
一种处理畜禽废水的微藻复合制剂，包括上述淡水小球藻Chlorellasorokiniana和蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidosa)。
优选的，所述蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidosa)为现有藻株，可购自中国科学院水生生物研究所淡水藻种库。
优选的，所述淡水小球藻Chlorella sorokiniana和蛋白核小球藻(Chlorellapyrenoidosa)的质量比为(1:3)～(3:1)；进一步优选为1:3、1:1或3:1。
上述微藻复合制剂的制备方法，包括如下步骤：
将淡水小球藻Chlorella sorokiniana和蛋白核小球藻(Chlorellapyrenoidosa)分别接种至BG11液体培养基中，培养至生长对数期，得淡水小球藻Chlorellasorokiniana种子液和蛋白核小球藻种子液，将淡水小球藻Chlorella sorokiniana种子液和蛋白核小球藻种子液混合，即得微藻复合制剂。
优选的，所述培养的条件为温度25～28℃、光照2000～2500lux、转速100～150r/min；进一步优选为温度25℃、光照2000lux、转速140r/min。
优选的，所述微藻复合制剂中淡水小球藻Chlorella sorokiniana和蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidosa)的质量比为(1:3)～(3:1)；进一步优选为1:3、1:1或3:1。
上述微藻复合制剂在处理畜禽废水中的应用。
一种利用微藻复合制剂处理畜禽废水的方法，包括如下步骤：
(1)将淡水小球藻Chlorella sorokiniana和蛋白核小球藻(Chlorellapyrenoidosa)分别接种至BG11液体培养基中，培养至生长对数期，得淡水小球藻Chlorellasorokiniana种子液和蛋白核小球藻种子液，将淡水小球藻Chlorella sorokiniana种子液和蛋白核小球藻种子液混合，得微藻复合制剂；
(2)将步骤(1)的微藻复合制剂接种至畜禽废水，微藻在畜禽废水中的初始浓度为0.2～0.4g/L，培养结束后完成对畜禽废水的处理。
优选的，步骤(1)和(2)中所述培养的条件为温度25～28℃、光照2000～2500lux、转速100～150r/min；进一步优选为温度25℃、光照2000lux、转速140r/min。
优选的，步骤(1)中所述微藻复合制剂中淡水小球藻Chlorella sorokiniana和蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidosa)的质量比为(1:3)～(3:1)；进一步优选为1:3、1:1或3:1。
优选的，步骤(2)中所述畜禽废水在接种前经过预处理，即静置沉淀、过滤，调节pH至中性，灭菌。
优选的，步骤(2)中所述畜禽废水包括：NH3-N 163～363mg/L、TN 658～987mg/L、TP 26～78mg/L、COD 8754～12654mg/L；进一步优选为NH3-N 306.3mg/L、TN 807.8mg/L、TP43.3mg/L、COD 10012.6mg/L。
本发明的技术特点：
本发明筛选出了一株可用于处理畜禽废水的淡水小球藻Chlorella sorokiniana(保藏号CGMCC NO.22395)，更进一步地针对单一藻种处理畜禽废水时存在的氨氮耐受力较差、微藻生长情况不良和废水处理效果较差的缺点，以及复合藻种混合培养时出现的藻种间的拮抗作用或竞争关系，导致废水处理效果不理想的问题，应用新型的微藻复合制剂(即藻-藻共培养体系)进行畜禽废水的处理，利用不同藻种对氨氮耐受力和吸收速率不同的特征，主要克服氨氮过高对单一藻种的生长抑制现象，从而提高藻-藻共培养体系对畜禽废水氨氮耐受力和促进微藻生长状况，最终提高畜禽废水的净化效果。
有益效果：
本发明筛选出了一株淡水小球藻Chlorella sorokiniana(保藏号CGMCCNO.22395)，可用于处理畜禽废水，尤其与蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidosa)组成微藻复合制剂(即藻-藻共培养体系)，两者之间的质量比为(1:3)～(3:1)时，两株藻种协同增效，可共同净化畜禽废水，尤其是当两者之间的质量比为1:1时，两株藻种的协同效果最好，废水处理效果最佳，处理后畜禽废水的氨氮含量下降91.6％，总氮含量下降90.3％，总磷含量下降82.7％，COD含量下降56.5％，氨氮含量达到废水排放标准。
本发明通过藻-藻共培养体系处理废水具有两个优点：1)基于不同藻株对氨氮的耐受力和同化速率之间的差别，共培养之后能在原始废水中培养，不需要稀释，提高了废水的处理效率；2)与单独藻类分别处理同样的废水相比较，共培养体系的处理效果均优于单独培养体系，主要表现在微藻生物量积累与废水中营养盐的去除率。本发明利用微藻复合制剂(即藻-藻共培养体系)处理畜禽废水时，不仅可以有效去除废水中的污染物质，净化水质，同时还可以有效促进微藻生长，处理后畜禽废水中微藻干重达到6.7-7.5g/L，培养得到的微藻可以回收利用，加工为有价值的产品，进一步降低废水的处理成本。
附图说明
图1为淡水小球藻Chlorella sorokiniana的分离筛选流程图。
图2为淡水小球藻Chlorella sorokiniana的光学显微镜照片。
图3为淡水小球藻Chlorella sorokiniana的琼脂糖凝胶电泳图。
图4为淡水小球藻Chlorella sorokiniana的系统进化树。
图5为淡水小球藻Chlorella sorokiniana(Cs)和蛋白核小球藻Chlorellapyrenoidosa(Cp)在不同稀释倍数畜禽废水中生长干重柱状图。
图6为不同藻-藻比例下微藻干重变化曲线。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的技术方案作进一步说明，但是本发明的保护范围并不仅限于此。实施例中涉及的培养基及其他试剂，若无特殊说明，均为普通市售产品；实施例中涉及的方法及步骤，若无特殊说明，均为本领域常规操作。
微生物材料：
淡水小球藻Chlorella sorokiniana，于2021年6月4日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号中国科学院微生物研究所，保藏编号：CGMCC NO.22395。
蛋白核小球藻：购自于中国科学院水生生物研究所淡水藻种库，商品编号Chlorella pyrenoidosaFACHB-5。
实施例1
淡水小球藻Chlorella sorokiniana的分离筛选：
淡水小球藻Chlorella sorokiniana的分离筛选流程如图1所示：首先收集废水水样，废水水样采自山西省晋中市太谷区水秀乡冯家堡养鸡场周边，废水经过孔板分装，在光照培养箱中进行一周的富集培养，培养条件25℃、2000lux，然后采用标准BG11固体培养基平板进行藻种分离，获得单藻落之后进行液体培养，培养方法为：取250mL锥形瓶，倒入100mL配置好的BG11液体培养基，然后将其放入灭菌锅中，121℃、20min灭菌完成，取出后待其冷却至室温，在超净工作台中，从BG11固体培养基平板上挑取一单株藻，用接种环接种到BG11液体培养基中，置于温度25℃、光照2000Lux、转速140r/min的摇床上培养一周，待其颜色变深且无杂菌产生。
淡水小球藻Chlorella sorokiniana的鉴定：
将上述筛选到的藻株置于光学显微镜下，观察藻株形态，其光学显微镜照片如图2所示，藻株呈现几乎球形的单细胞形态，呈现绿色，没有鞭毛，不运动，存在细胞壁和杯状色素体，初步鉴定获得的藻株为小球藻属。
采用现有技术提取筛选到的藻株的基因组，以18S rDNA基因的通用引物进行PCR扩增，鉴定藻株种类，其中，PCR扩增的引物序列如下：
上游引物：5’-ACCTGGTTGATCCTGCCAGTAG-3’，
下游引物：5’-ACCTTGTTACGACTTCTCCTTCCTCC-3’，
PCR扩增体系及扩增程序均按照本领域常规操作进行。
PCR扩增产物的琼脂糖凝胶电泳结果如图3所示，目的条带的大小为1866bp，经测序后，18S rDNA基因片段的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示，并以该序列构建系统进化树，结果如图4所示，经鉴定，上述筛选到的藻株为淡水小球藻Chlorella sorokiniana。
淡水小球藻Chlorella sorokiniana，于2021年6月4日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号中国科学院微生物研究所，保藏编号：CGMCC NO.22395。
淡水小球藻Chlorella sorokiniana的生长效果：
经静置沉淀、过滤、调节pH为7后得到预处理后的畜禽废水，畜禽废水中NH3-N306.3mg/L、TN 807.8mg/L、TP 43.3mg/L、COD 10012.6mg/L。将畜禽废水设置四个处理组，分别为未稀释组、稀释2倍组、稀释4倍组、稀释6倍组，每组又分为两个实验组，分别接种淡水小球藻Chlorella sorokiniana(Cs)和蛋白核小球藻Chlorella pyrenoidosa(Cp)，每个实验组设置三个平行。
取预处理后的或稀释后的畜禽废水100mL加入到250mL锥形瓶中，然后将其放入灭菌锅中，121℃、20min灭菌完成，取出后待其冷却至室温，在超净工作台中，用接种环分别接种BG11固体培养基平板上的淡水小球藻Chlorella sorokiniana(Cs)和蛋白核小球藻Chlorella pyrenoidosa(Cp)的单藻株，分别置于温度25℃、光照2000Lux、转速140r/min的摇床上培养一周，并测定其生长情况。
测定分析结果如图5所示，结果表明，两种藻株对氨氮的耐受度和前后期生长情况是不一样的，其中尽管淡水小球藻Chlorella sorokiniana(Cs)在未稀释和2倍稀释的畜禽废水中生长状况优于蛋白核小球藻Chlorella pyrenoidosa(Cp)，但是在4倍稀释和6倍稀释的畜禽废水中蛋白核小球藻Chlorella pyrenoidosa(Cp)生长状况优于淡水小球藻Chlorella sorokiniana(Cs)，上述结果表明不同藻株对氨氮的耐受度与转化吸收氨氮的能力不同。淡水小球藻Chlorella sorokiniana(Cs)能耐受较高浓度氨氮，在较高浓度下吸收转化氨氮用于自身生长，蛋白核小球藻Chlorella pyrenoidosa(Cp)对高氨氮的耐受力较差，但是当氨氮浓度降低到一定范围内，吸收转化氨氮速率变快，提示通过藻-藻共培养体系可能可以充分发挥淡水小球藻Chlorella sorokiniana(Cs)和蛋白核小球藻Chlorella pyrenoidosa(Cp)分别在氨氮耐受力和吸收转化氨氮方面的优势。
实施例2
一种利用微藻复合制剂(即藻-藻共培养体系)处理畜禽废水的方法，包括如下步骤：
(1)将淡水小球藻Chlorella sorokiniana和蛋白核小球藻分别接种至BG11培养基(pH＝7)中，25℃、2000lux、140r/min培养至生长对数期，得淡水小球藻Chlorellasorokiniana种子液和蛋白核小球藻种子液，按照淡水小球藻Chlorella sorokiniana和蛋白核小球藻的质量比为1:1，将淡水小球藻Chlorella sorokiniana种子液和蛋白核小球藻种子液混合，得微藻复合制剂；
(2)将畜禽废水经静置沉淀、过滤、调节pH为7、灭菌处理后，将步骤(1)的微藻复合制剂接种至处理后的畜禽废水中，微藻的初始浓度为0.2g/L，培养条件为：25℃、光照2000Lux、转速140r/min，培养时间为两周，培养结束后完成对畜禽废水的处理。
在培养过程中，每隔两天取样进行微藻生物量的测定及废水中氨氮(NH3-N)、总氮(TN)、总磷(TP)、化学需氧量(COD)含量的测定，其中，培养前后各组分含量如表1所示。
表1.藻-藻共培养体系处理前后畜禽废水的各组分含量
Figure BDA0003220529780000061
由表1可知，经藻-藻共培养处理后畜禽废水的氨氮含量下降91.6％，总氮含量下降90.3％，总磷含量下降82.7％，COD含量下降56.5％，其中氨氮含量达到废水排放标准，COD含量达到部分企业的三级排放标准。
实施例3
一种利用微藻复合制剂(即藻-藻共培养体系)处理畜禽废水的方法，包括如下步骤：
(1)将淡水小球藻Chlorella sorokiniana和蛋白核小球藻分别接种至BG11培养基(pH＝7)中，25℃、2000lux、140r/min培养至生长对数期，得淡水小球藻Chlorellasorokiniana种子液和蛋白核小球藻种子液，按照淡水小球藻Chlorella sorokiniana和蛋白核小球藻的质量比为1:3，将淡水小球藻Chlorella sorokiniana种子液和蛋白核小球藻种子液混合，得微藻复合制剂；
(2)将畜禽废水经静置沉淀、过滤、调节pH为7、灭菌处理后，将步骤(1)的微藻复合制剂接种至处理后的畜禽废水中，微藻的初始浓度为0.2g/L，培养条件为：25℃、光照2000Lux、转速140r/min，培养时间为两周，培养结束后完成对畜禽废水的处理。
在培养过程中，每隔两天取样进行微藻生物量的测定及废水中氨氮(NH3-N)、总氮(TN)、总磷(TP)、化学需氧量(COD)含量的测定，其中，培养前后各组分含量如表2所示。
表2.藻-藻共培养体系处理前后畜禽废水的各组分含量
Figure BDA0003220529780000071
由表2可知，经藻-藻共培养处理后畜禽废水的氨氮含量下降89.4％，总氮含量下降89.9％，总磷含量下降78.1％，COD含量下降50.5％，其中氨氮含量达到废水排放标准，COD含量达到部分企业的三级排放标准。
实施例4
一种利用微藻复合制剂(即藻-藻共培养体系)处理畜禽废水的方法，包括如下步骤：
(1)将淡水小球藻Chlorella sorokiniana和蛋白核小球藻分别接种至BG11培养基(pH＝7)中，25℃、2000lux、140r/min培养至生长对数期，得淡水小球藻Chlorellasorokiniana种子液和蛋白核小球藻种子液，按照淡水小球藻Chlorella sorokiniana和蛋白核小球藻的质量比为3:1，将淡水小球藻Chlorella sorokiniana种子液和蛋白核小球藻种子液混合，得微藻复合制剂；
(2)将畜禽废水经静置沉淀、过滤、调节pH为7、灭菌处理后，将步骤(1)的微藻复合制剂接种至处理后的畜禽废水中，微藻的初始浓度为0.2g/L，培养条件为：25℃、光照2000Lux、转速140r/min，培养时间为两周，培养结束后完成对畜禽废水的处理。
在培养过程中，每隔两天取样进行微藻生物量的测定及废水中氨氮(NH3-N)、总氮(TN)、总磷(TP)、化学需氧量(COD)含量的测定，其中，培养前后各组分含量如表3所示。
表3.藻-藻共培养体系处理前后畜禽废水的各组分含量
Figure BDA0003220529780000072
由表3可知，经藻-藻共培养处理后畜禽废水的氨氮含量下降85.0％，总氮含量下降87.3％，总磷含量下降70.9％，COD含量下降41.6％，其中氨氮含量达到废水排放标准，COD含量达到部分企业的三级排放标准。
对比例1
一种处理畜禽废水的方法，与实施例2的不同之处在于，微藻复合制剂中淡水小球藻Chlorella sorokiniana和蛋白核小球藻的质量比为1:5，其他处理方式均与实施例2相同。
在培养过程中，每隔两天取样进行微藻生物量的测定及废水中氨氮(NH3-N)、总氮(TN)、总磷(TP)、化学需氧量(COD)含量的测定，其中，培养前后各组分含量如表4所示。
表4.藻-藻共培养体系处理前后畜禽废水的各组分含量
Figure BDA0003220529780000081
由表4可知，经藻-藻共培养处理后畜禽废水的氨氮含量下降66.5％，总氮含量下降54.0％，总磷含量下降50.3％，COD含量下降28.8％。
对比例2
一种处理畜禽废水的方法，与实施例2的不同之处在于，微藻复合制剂中淡水小球藻Chlorella sorokiniana和蛋白核小球藻的质量比为5:1，其他处理方式均与实施例2相同。
在培养过程中，每隔两天取样进行微藻生物量的测定及废水中氨氮(NH3-N)、总氮(TN)、总磷(TP)、化学需氧量(COD)含量的测定，其中，培养前后各组分含量如表5所示。
表5.藻-藻共培养体系处理前后畜禽废水的各组分含量
Figure BDA0003220529780000082
由表5可知，经藻-藻共培养处理后畜禽废水的氨氮含量下降60.0％，总氮含量下降50.0％，总磷含量下降46.7％，COD含量下降25.6％。
对比例3
一种处理畜禽废水的方法，与实施例2的不同之处在于，只采用淡水小球藻Chlorella sorokiniana(CGMCC NO.22395)处理畜禽废水，其他处理方式均与实施例2相同。
在培养过程中，每隔两天取样进行微藻生物量的测定及废水中氨氮(NH3-N)、总氮(TN)、总磷(TP)、化学需氧量(COD)含量的测定，其中，培养前后各组分含量如表6所示。
表6.微藻处理前后畜禽废水的各组分含量
Figure BDA0003220529780000091
由表6可知，淡水小球藻Chlorella sorokiniana(CGMCC NO.22395)单独处理后畜禽废水的氨氮含量下降50.9％，总氮含量下降42.8％，总磷含量下降40.2％，COD含量下降20.0％。
对比例4
一种处理畜禽废水的方法，与实施例2的不同之处在于，只采用蛋白核小球藻处理畜禽废水，其他处理方式均与实施例2相同。
在培养过程中，每隔两天取样进行微藻生物量的测定及废水中氨氮(NH3-N)、总氮(TN)、总磷(TP)、化学需氧量(COD)含量的测定，其中，培养前后各组分含量如表7所示。
表7.微藻处理前后畜禽废水的各组分含量
Figure BDA0003220529780000092
由表7可知，蛋白核小球藻Chlorella pyrenoidosa单独处理后畜禽废水的氨氮含量下降35.2％，总氮含量下降39.7％，总磷含量下降30.0％，COD含量下降18.2％。
比较实施例2-4与对比例1-2和对比例3-4的实验结果：实施例2-4的氨氮去除率达到85.0-91.6％，处理量达到260.4-280.7mg/L，处理后氨氮含量低于45.9mg/L；总氮的去除率达到87.3-90.3％，处理量达到705.5-729.2mg/L，处理后总氮含量低于102.3mg/L；总磷的去除率达到70.9-82.7％，处理量达到30.7-35.8mg/L，处理后总磷含量低于12.6mg/L；COD的去除率达到41.6-56.5％，处理量达到4169.8-5657.1mg/L，处理后COD含量低于5842.8mg/L。对比例1-2改变了淡水小球藻Chlorella sorokiniana和蛋白核小球藻的质量比，导致畜禽废水的处理效果下降，其中氨氮去除率分别降低为66.5％和60.0％，总氮去除率分别降低为54.0％和50.0％，总磷去除率分别降低为50.3％和46.7％，COD去除率分别降低为28.8％和25.6％。对比例3-4为单藻处理模式，畜禽废水的处理效果与实施例2-4相比更差。说明在本发明保护的比例范围内，淡水小球藻Chlorella sorokiniana和蛋白核小球藻可以达到最优的协同作用，畜禽废水处理效果最好。
通过分析实施例2-4和对比例3-4在培养过程中微藻干重变化(图6)，发现当采用单藻处理畜禽废水时，微藻的生长状况并不理想，当采用藻-藻共培养体系时，微藻的生长状况得到显著改善，培养至12天时，藻-藻共培养体系中微藻的干重达到6.7-7.5g/L，尤其是在淡水小球藻Chlorella sorokiniana和蛋白核小球藻的比例为1:1时，微藻干重达到最大值7.5g/L，而当仅采用淡水小球藻Chlorella sorokiniana时，微藻干重仅为1.9g/L，当仅采用蛋白核小球藻Chlorella pyrenoidosa时，微藻干重仅为0.8g/L。说明在藻-藻共培养体系中，淡水小球藻Chlorella sorokiniana和蛋白核小球藻Chlorella pyrenoidosa除了可以协同增效处理废水污染物质，还可以相互促进藻株生长。
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<110> 山西农业大学
<120> 一株淡水小球藻Chlorella sorokiniana及其培养方法与应用
<160> 1
<170> PatentIn version 3.5
<210> 1
<211> 1866
<212> DNA
<213> Chlorella sorokiniana 18S rDNA
<400> 1
aagtctgtct cagattagcc atgcatgtct aagtataaac tgctttatac tgtgaaactg 60
cgaatggctc attaaatcag ttatagttta tttgatggta cctactactc ggatacccgt 120
agtaaatcta gagctaatac gtgcgtaaat cccgacttct ggaagggacg tatttattag 180
ataaaaggcc gaccgggctc tgcccgactc gcggtgaatc atgataactt cacgaatcgc 240
atggccttgc gccggcgatg tttcattcaa atttctgccc tatcaacttt cgatggtagg 300
atagaggcct accatggtgg taacgggtga cggaggatta gggttcgatt ccggagaggg 360
agcctgagaa acggctacca catccaagga aggcagcagg cgcgcaaatt acccaatcct 420
gacacaggga ggtagtgaca ataaataaca atactgggcc ttttcaggtc tggtaattgg 480
aatgagtaca atctaaaccc cttaacgagg atcaattgga gggcaagtct ggtgccagca 540
gccgcggtaa ttccagctcc aatagcgtat atttaagttg ctgcagttaa aaagctcgta 600
gttggatttc gggtggggcc tgccggtccg ccgtttcggt gtgcactggc agggcccacc 660
ttgttgccgg ggacgggctc ctgggcttca ctgtccggga ctcggagtcg gcgctgttac 720
tttgagtaaa ttagagtgtt caaagcaggc ctacgctctg aatacattag catggaataa 780
cacgatagga ctctggccta tcctgttggt ctgtaggacc ggagtaatga ttaagaggga 840
cagtcggggg cattcgtatt tcattgtcag aggtgaaatt cttggattta tgaaagacga 900
actactgcga aagcatttgc caaggatgtt ttcattaatc aagaacgaaa gttgggggct 960
cgaagacgat tagataccgt cctagtctca accataacga tgccgactag ggatcggcgg 1020
atgtttcttc gatgactcgc ggcaccttat gagaaatcaa agttttgggt tccggggggg 1080
agtatgtcgc agctgaaact aaggatgacg gagcaccacc aggcgtgagc tgtttcttcg 1140
atgactccgc cggcacctta tgagaaatca aagtttttgg gttccggggg gagtatggtc 1200
gcaaggctga aacttaaagg aattgacgga agggcaccac caggcgtgga gcctgcggct 1260
taatttgact caacacggaa aacttaccag gtccagacat agtgaggatt gacagattga 1320
gagctctttt agattctatg ggtggtggtg catggccgtt cttagttggt gggttgcctt 1380
gtcaggttga ttccggtaac gaacgagacc tcagcctgct aaatagtcac ggttggctcg 1440
ccagccggcg gacttcttag agggactatt ggcgactagc caatggaagc atgaggccta 1500
aacaggtctg ctggccctta gatgttctgg gccgcacgcg cgctacactg atgcattcaa 1560
cgagcctagc cttggccgag aggcccgggt aatctttgaa actgcatcgt gatggggata 1620
gattattgca attatgtctt caacgaggaa tgcctagtaa gcgcaagtca tcagcttgcg 1680
ttgattacgt ccctgccctt tgtacacacc gcccgtcgct cctaccgatt gggtgtatgc 1740
tgaagtgttc ggattggcga ccgggcgtat ctccgctctc ggccgccgag aagttcatta 1800
aaccctccca cctagaggaa ggagaagtcg taacaaggtt tccgtaggtg aacctgcaga 1860
aggatc 1866

Claims (19)

1.一株索罗金小球藻(Chlorella sorokiniana)，于2021年6月4日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号中国科学院微生物研究所，保藏编号：CGMCC NO.22395。
2.权利要求1所述的索罗金小球藻(Chlorella sorokiniana)的培养方法，其特征在于，包括如下步骤：
将索罗金小球藻(Chlorella sorokiniana)接种于BG11固体培养基平板上进行固体培养，获得单藻落，从BG11固体培养基平板上挑取一单株藻，接种到BG11液体培养基中进行液体培养，待其颜色变深且无杂菌产生，得索罗金小球藻(Chlorella sorokiniana)培养液。
3.如权利要求2所述的培养方法，其特征在于，所述固体培养的条件为温度25~28℃、光照2000~2500 lux。
4.如权利要求2所述的培养方法，其特征在于，所述固体培养的条件为温度25℃、光照2000lux。
5.如权利要求2所述的培养方法，其特征在于，所述液体培养的条件为温度25~28℃、光照2000~2500 lux、转速100~150r/min。
6.如权利要求2所述的培养方法，其特征在于，所述液体培养的条件为温度25℃、光照2000lux、转速140r/min。
7.权利要求1所述的索罗金小球藻(Chlorella sorokiniana)在处理畜禽废水中的应用。
8.一种处理畜禽废水的微藻复合制剂，其特征在于，包括权利要求1所述的索罗金小球藻(Chlorella sorokiniana)和蛋白核小球藻（Chlorella pyrenoidosa）。
9.如权利要求8所述的微藻复合制剂，其特征在于，所述蛋白核小球藻（Chlorella pyrenoidosa）为现有藻株。
10.如权利要求8所述的微藻复合制剂，其特征在于，所述索罗金小球藻(Chlorella sorokiniana)和蛋白核小球藻（Chlorella pyrenoidosa）的质量比为（1:3）~（3:1）。
11.如权利要求8所述的微藻复合制剂，其特征在于，所述索罗金小球藻(Chlorella sorokiniana)和蛋白核小球藻（Chlorella pyrenoidosa）的质量比为1:3、1:1或3:1。
12.权利要求8所述的微藻复合制剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
将索罗金小球藻(Chlorella sorokiniana)和蛋白核小球藻（Chlorella pyrenoidosa）分别接种至BG11液体培养基中，培养至生长对数期，得索罗金小球藻(Chlorella sorokiniana)种子液和蛋白核小球藻（Chlorella pyrenoidosa）种子液，将索罗金小球藻(Chlorella sorokiniana)种子液和蛋白核小球藻（Chlorella pyrenoidosa）种子液混合，即得微藻复合制剂。
13.如权利要求12所述的制备方法，其特征在于，所述培养的条件为温度25~28℃、光照2000~2500 lux、转速100~150r/min。
14.如权利要求12所述的制备方法，其特征在于，所述培养的条件为温度25℃、光照2000lux、转速140r/min。
15.如权利要求12所述的制备方法，其特征在于，所述微藻复合制剂中索罗金小球藻(Chlorella sorokiniana)和蛋白核小球藻（Chlorella pyrenoidosa）的质量比为（1:3）~（3:1）。
16.如权利要求12所述的制备方法，其特征在于，所述微藻复合制剂中索罗金小球藻(Chlorella sorokiniana)和蛋白核小球藻（Chlorella pyrenoidosa）的质量比为1:3、1:1或3:1。
17.权利要求8所述的微藻复合制剂在处理畜禽废水中的应用。
18.一种利用微藻复合制剂处理畜禽废水的方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）将权利要求1所述的索罗金小球藻(Chlorella sorokiniana)和蛋白核小球藻（Chlorella pyrenoidosa）分别接种至BG11液体培养基中，培养至生长对数期，得索罗金小球藻(Chlorella sorokiniana)种子液和蛋白核小球藻（Chlorella pyrenoidosa）种子液，将索罗金小球藻(Chlorella sorokiniana)种子液和蛋白核小球藻（Chlorella pyrenoidosa）种子液混合，得微藻复合制剂；
（2）将步骤（1）的微藻复合制剂接种至畜禽废水，微藻在畜禽废水中的初始浓度为0.2~0.4 g/L，培养结束后完成对畜禽废水的处理。
19.如权利要求18所述的方法，其特征在于，还包含以下条件之一项或多项：
i. 步骤（1）和（2）中所述培养的条件为温度25~28℃、光照2000~2500 lux、转速100~150r/min；
ii. 步骤（1）和（2）中所述培养的条件为温度25℃、光照2000lux、转速140r/min；
iii. 步骤（1）中所述微藻复合制剂中索罗金小球藻(Chlorella sorokiniana)和蛋白核小球藻（Chlorella pyrenoidosa）的质量比为（1:3）~（3:1）；
iv. 步骤（1）中所述微藻复合制剂中索罗金小球藻(Chlorella sorokiniana)和蛋白核小球藻（Chlorella pyrenoidosa）的质量比为1:3、1:1或3:1；
v. 步骤（2）中所述畜禽废水在接种前经过预处理，即静置沉淀、过滤，调节pH至中性，灭菌。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113817611A (zh) * 2021-11-03 2021-12-21 新疆金正生物科技有限公司 一种沙漠梭罗金小球藻培养基及自养培养方法
CN114394670B (zh) * 2021-12-15 2023-05-23 海南大学 一种小球藻及其在重金属废水处理中的应用
CN115895902B (zh) * 2022-09-06 2023-11-24 扬州大学 一株易于沉降分离的耐高温小球藻及其应用
CN117625397B (zh) * 2023-11-30 2024-06-14 山东省农业科学院 一种基于微藻的粉丝废水处理工艺
CN117844642A (zh) * 2024-03-05 2024-04-09 北京林业大学 一种藻-菌协同净化餐厨污水的方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103952312A (zh) * 2013-12-31 2014-07-30 上海交通大学 一株淡水小球藻Chlorella sorokiniana GS03 及其应用
CN103952313A (zh) * 2013-12-31 2014-07-30 上海交通大学 一株淡水藻Chlorella sorokiniana HN01及其应用

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106754390B (zh) * 2016-12-30 2019-07-26 山东宝来利来生物工程股份有限公司 一株高产蛋白的小球藻及其培养方法和应用
CN107916226B (zh) * 2017-10-13 2020-11-27 浙江省农业科学院 一株可高效处理猪场畜禽污水并资源化利用的微藻的筛选

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103952312A (zh) * 2013-12-31 2014-07-30 上海交通大学 一株淡水小球藻Chlorella sorokiniana GS03 及其应用
CN103952313A (zh) * 2013-12-31 2014-07-30 上海交通大学 一株淡水藻Chlorella sorokiniana HN01及其应用

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