CN116042405A - 一种栅藻藻株及其在处理生活污水及油脂生产中的应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种栅藻藻株及其在处理生活污水及油脂生产中的应用，属于微生物技术领域。本发明从湖泥中筛选出一株栅藻(Desmodesmus sp.)SNN1，且对于栅藻SNN1处理生活污水的最佳条件及生产油脂的最佳培养条件进行了优化。本发明的栅藻SNN1可用于生活污水的处理，同时生产油脂，将栅藻SNN1的生产和生活污水的净化处理结合起来，可节约培养微藻所需的淡水资源，又能吸收利用生活污水中的营养物质，为生活污水清洁处理与资源化利用奠定了基础，为规模化生产栅藻油脂提供了的思路。

Description

一种栅藻藻株及其在处理生活污水及油脂生产中的应用
技术领域
本发明涉及一种栅藻藻株及其在处理生活污水及油脂生产中的应用，属于微生物技术领域。
背景技术
目前我国城镇污水处理工艺主要为活性污泥法。为达到较好的污水处理效果，针对不同污染物种类需要结合较为复杂的处理工艺(如：A2/O，SBR，氧化沟等)，这些处理工艺均存在占地面积大、运行费用高、过程管理复杂等缺点。污水处理过程中产生的剩余污泥管理一直是水处理领域中较大的挑战难题，处置费用也是水厂运行成本之一。我国生活污水处理方式采用一级污水处理为预处理，二级污水处理作为主体。虽然经过二级处理可以达到地表水的排放要求，但是污水中的无机氮磷仍然无法得到有效地降低。经过处理的污水排放到水环境中仍然会造成水中的氮磷元素升高，从而引发水华、赤潮等环境危害。因此开发符合社会经济和环境友好的水处理技术迫在眉睫。
微藻废水处理技术是一种极具发展前景的废水处理和养分回收技术，近年来受到广泛关注。微藻去除废水中有机物和营养物的主要机制包括利用有机物作为能源物质和营养物质吸收到细胞中。目前，微藻已经在不同废水的处理上有了一定的成效，如工业废水、市政废水、农业废水及畜牧养殖废水等。此外，微藻还可应用于重金属吸附、多环芳烃富集和降解、畜禽废水处理等方面。
中国专利文献CN 103484374 A(申请号201310475694.X)公开了一株同步处理市政污水和实现油脂积累的斜生栅藻PF3，市政污水经斜生栅藻PF3处理后，氮的去除率可达71.5％左右。中国专利文献CN 113104985 A(申请号202110394717.9)公开了一种稀土辅助提升菌藻共生系统处理污水效能的方法，生活污水经处理后TN的去除率为73.33％，氨氮的去除率为89.98％，TP的去除率为94.53％，COD的去除率为75.55％。中国专利文献CN114133039A(申请号202111458556.1)公开了一种利用混合微藻处理城市生活污水的方法，这种培养方法可以有效利用城市生活污水中的氮磷等营养物质，使得城市生活污水得到净化，最终去除了64％以上的COD、76％以上的NH-N和69％以上的TP(总磷含量)。
污水处理过程中获取的微藻细胞用途十分广泛。微藻细胞中含有的油脂、蛋白质、糖类等都可以作为重要的化工产品、饲料、食品的原料。而且微藻细胞中的油脂可以转换成生物柴油，且油脂产率高，是解决油脂来源的重要突破口，被认为是唯一有潜力完全取代石油的生物质资源。生物柴油是一种可生物降解、可再生、无毒和CO2中性的能源，它具有与常规柴油燃料相似的特性，但与常规柴油相比，生物柴油排放的一氧化碳、二氧化硫或其他空气污染物更少。微藻由于其较高的光合作用效率和脂质含量而成为有竞争力的生物柴油来源。
尽管许多国家已使用培养物中的微藻来处理废水和生产生物燃料，但只有少数国家已分离和筛选本地微藻物种来完成此类任务。然而，收集本地微生物是有效和经济的本地废水处理的一个有吸引力的选择。由于本地微藻藻株易于与本地环境同化，因此与商业物种相比，本地微藻藻株在去除无机氮磷和积累生物量方面表现出更优良的性能。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种栅藻藻株及其在处理生活污水及油脂生产中的应用。本发明的栅藻藻株是从湖泥中筛选到的，并用于处理本地生活污水。
本发明的技术方案如下：
一株栅藻(Desmodesmus sp.)SNN1，于2023年1月6日保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏地址：湖北省武汉市武昌区八一路，保藏编号CCTCC NO：M2023040。
根据本发明优选的，所述栅藻SNN1的18S rDNA的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。
上述栅藻SNN1在处理生活污水中的应用。
上述栅藻SNN1在油脂生产中的应用。
本发明一种优选的技术方案，一种利用栅藻SNN1处理生活污水的方法，包括如下步骤：
(1)栅藻SNN1在BG-11培养基中扩大培养；
(2)将步骤(1)扩大培养后的栅藻SNN1接种于生活污水中，初始接种后的OD680为0.6，调节生活污水的初始pH为9.0；
(3)将步骤(2)接种了栅藻SNN1的生活污水进行光照培养，光照培养的温度为25-30℃，24h通气及光照培养4～12d，光照强度为40～45μmol photons·m-2·s-1。
根据本发明优选的，步骤(1)中所述BG-11培养基每升的组分如下：100×BG-11溶液10mL，0.02mol/L柠檬酸铁铵溶液1mL，0.19mol/L Na2CO3溶液1mL，0.18mol/L K2HPO4溶液1mL；
其中100×BG-11溶液的每升组分如下：NaNO3 149.6g，MgSO4·7H2O 7.5g，CaCl2·2H2O3.6g，柠檬酸0.6g，pH 8.0、0.25M Na2EDTA 1.12mL，微量元素100mL；所述微量元素的每升组分如下：H3BO3 2.86g，ZnSO4·7H2O 0.22g，MnCl2·4H2O 1.81g，Na2MoO4·2H2O 0.39g，CuSO4·5H2O 0.079g，Co(NO3)2·6H2O 0.049g。
根据本发明优选的，步骤(2)中所述生活污水中化学需氧量(COD)为120-140mg/L，氨氮含量为70-90mg/L，总氮(TN)含量为90-100mg/L，总磷(TP)含量为3-6mg/L，pH7.6-7.8。
本发明一种优选的技术方案，一种利用栅藻SNN1生产油脂的方法，包括如下步骤：
1)栅藻SNN1在BG-11培养基中扩大培养；
2)将步骤1)扩大培养后的栅藻SNN1接种于生活污水中，初始接种后的OD680为0.1，调节生活污水的初始pH为9.0；
3)将步骤2)接种了栅藻SNN1的生活污水进行光照培养，光照培养的温度为25-30℃，24h通气及光照培养8～12d，光照强度为40～45μmol photons·m-2·s-1；培养结束后，从培养得到的藻株中提取油脂。
根据本发明优选的，步骤1)中所述BG-11培养基每升的组分如下：100×BG-11溶液10mL，0.02mol/L柠檬酸铁铵溶液1mL，0.19mol/L Na2CO3溶液1mL，0.18mol/L K2HPO4溶液1mL；
其中100×BG-11溶液的每升组分如下：NaNO3 149.6g，MgSO4·7H2O 7.5g，CaCl2·2H2O3.6g，柠檬酸0.6g，pH 8.0、0.25M Na2EDTA 1.12mL，微量元素100mL；所述微量元素的每升组分如下：H3BO3 2.86g，ZnSO4·7H2O 0.22g，MnCl2·4H2O 1.81g，Na2MoO4·2H2O 0.39g，CuSO4·5H2O 0.079g，Co(NO3)2·6H2O 0.049g。
根据本发明优选的，步骤2)中所述生活污水中化学需氧量(COD)为120-140mg/L，氨氮含量为70-90mg/L，总氮(TN)含量为90-100mg/L，总磷(TP)含量为3-6mg/L，pH 7.6-7.8。
有益效果：
1、本发明筛选出一株栅藻(Desmodesmus sp.)SNN1，对其在生活污水中的培养条件进行优化，优化结果为：栅藻SNN1处理生活污水的最佳条件为生活污水初始pH为9.0，藻株的初始接种量OD680为0.6，在此条件下培养12d后污水的COD、NH4 +-N、TN和TP的去除率分别为47.98％、99.58％、97.28％和97.13％，最终生物量可达1.34g/L，处理周期较短。栅藻SNN1生产油脂的最佳培养条件为生活污水的初始pH为9.0，初始接种量OD680为0.1，在此条件下培养12d后，油脂含量与油脂产量分别为29.54％与291.33mg/L。
2、本发明的栅藻SNN1可用于生活污水的处理，同时生产油脂，将栅藻SNN1的生产和生活污水的净化处理结合起来，可节约培养微藻所需的淡水资源，又能吸收利用生活污水中的营养物质，为生活污水清洁处理与资源化利用奠定了基础，为规模化生产栅藻油脂提供了的思路。
附图说明
图1为栅藻SNN1的显微镜图片。
图2为栅藻SNN1的系统进化树。
图3为栅藻SNN1处理过程中不同初始pH的生活污水中COD含量变化曲线图。
图4为栅藻SNN1处理过程中不同初始pH的生活污水中NH4 +-N含量变化曲线图。
图5为栅藻SNN1处理过程中不同初始pH的生活污水中TN含量变化曲线图。
图6为栅藻SNN1处理过程中不同初始pH的生活污水中TP含量变化曲线图。
图7为不同初始pH下栅藻SNN1生物量积累曲线图。
图8为不同初始pH的生活污水中栅藻SNN1的油脂生产情况柱状图。
图9为不同初始接种量下栅藻SNN1处理的生活污水中COD含量变化曲线图。
图10为不同初始接种量下栅藻SNN1处理的生活污水中NH4 +-N含量变化曲线图。
图11为不同初始接种量下栅藻SNN1处理的生活污水中TN含量变化曲线图。
图12为不同初始接种量下栅藻SNN1处理的生活污水中TP含量变化曲线图。
图13为不同初始接种量下栅藻SNN1的生物量积累曲线图。
图14为不同初始接种量下栅藻SNN1的油脂生产情况柱状体。
具体实施方式
下面结合说明书附图及实施例对本发明的技术方案做进一步说明，但本发明所保护范围不限于此。
实施例中所用实验材料来源如下：
栅藻(Desmodesmus sp.)SNN1是前期从山东建筑大学映雪湖湖泥中分离纯化得到的。
生活污水来自山东建筑大学中水站初沉池进水，用于藻株的培养。生活污水的化学需氧量(COD)为120-140mg/L，氨氮含量为70-90mg/L，总氮(TN)含量为90-100mg/L，总磷(TP)含量为3-6mg/L，pH为7.6-7.8。
培养基：
BG-11液体培养基每升组份如下：
100×BG-11(不含Fe、磷酸盐、碳酸盐)10mL，浓度0.02mol/L柠檬酸铁铵1mL，浓度0.19mol/L Na2CO31 mL，浓度0.18mol/L K2HPO4 1mL。
BG-11固体培养基为在BG-11液体培养基的基础上每升再加入如下组分：
硫代硫酸钠3g，1mol/L NaOH调pH值至8.2，三羟甲基甲氨基乙磺酸10mL，琼脂粉15g。
其中100×BG-11(不含Fe、磷酸盐、碳酸盐)的每升组份如下：
NaNO3 149.6g，MgSO4·7H2O 7.5g，CaCl·2H2O 3.6g，柠檬酸0.6g，Na2EDTA(pH8.0，0.25M)1.12mL，微量元素100mL；所述微量元素的每升组分如下：H3BO3 2.86g，ZnSO4·7H2O0.22g，MnCl2·4H2O 1.81g，Na2MoO4·2H2O 0.39g，CuSO4·5H2O 0.079g，Co(NO3)2·6H2O0.049g；
柠檬酸铁铵(6mg/mL,1000×)：称取0.6mg柠檬酸铁铵，溶于100mL ddH2O，4℃冰箱储存备用。
Na2CO3(1000×)：称取2g Na2CO3溶解于100mL ddH2O，4℃冰箱储存备用。
K2HPO4(1000×)：称取3.05g K2HPO4溶解于100mL ddH2O，4℃冰箱储存备用。
l mol/L三羟甲基甲氨基乙磺酸：称取114.62g三羟甲基甲氨基乙磺酸(TES)溶解于500mL ddH2O，用NaOH调节pH值到8.2，4℃冰箱储存备用。
藻株的扩大培养均在BG-11培养基中进行。
实施例1：栅藻(Desmodesmus sp.)SNN1的筛选及鉴定
本发明的藻类菌株是从山东建筑大学映雪湖的湖泥中分离出来的。
将湖泥用灭菌水初步稀释后用纱布过滤去除杂质与浮游生物。湖水无需稀释直接用纱布过滤。然后将处理好的湖水、湖泥样品用无菌水进行梯度稀释，稀释为10-1、10-2、10-3、10-4，将每个浓度吸取0.5mL稀释样品，加入到BG-11固体培养基表面，用无菌涂布器涂抹均匀，后倒置于温度25-30℃、光照为40μmol photons·m-2·s-1的光照培养箱中进行培养。待BG-11固体培养基表面出现单克隆藻落后，挑取不同形态及颜色的单克隆于BG-11固体培养基上划线纯化培养，待再出现单克隆藻落后重复操作，直至纯化成单一种藻种，生长8天后，将单个藻落接种到50mL的BG-11液体培养基中，同等条件下在摇床上培养，筛选得到藻株SNN1。
然后对BG-11液体培养基中的培养物进行显微镜观察，根据形态、颜色和大小等进行初步判断区分(图1)，并采用改良版十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)法提取微藻的基因组DNA。用引物5'-CCTGGTTGATCCTGCCAGTAG-3'、5'-TTGATCCTTCTGCAGGTTCA-3'进行PCR扩增得到18S rDNA序列，并用1％琼脂糖凝胶电泳纯化PCR产物。经TA克隆后，送青岛擎科生物科技有限公司测序，所述18S rDNA的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示。综合分析分离纯化的藻株的藻落特征、细胞形态和18S rDNA测序结果，判断分离纯化出的微藻的种属分类地位。将测序结果通过GenBank Blast进行序列对比，并用MEGA 4.0进行序列分析，使用邻居连接法构建系统发育树。系统发育树如图2所示。
通过显微镜镜检观察，依据微藻的形态学特征，暂定所得的藻株SNN1属于栅藻(Desmodesmus sp.)。从系统进化树可以看出，藻株SNN1与栅藻(Desmodesmussp.XFLZ928.6)亲缘性较近(高达100％)。因此，将藻株SNN1命名为栅藻(Desmodesmus sp.)SNN1。
一株栅藻(Desmodesmus sp.)SNN1，于2023年1月6日保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏地址：湖北省武汉市武昌区八一路，保藏编号CCTCC NO：M2023040。
实施例2：探究生活污水初始pH对栅藻SNN1处理效果及藻株生长的影响
将扩大培养后的栅藻SNN1培养液接种于生活污水中培养，培养温度为25-30℃，24h通气及光照培养12d，光照强度为40μmol photons·m-2·s-1。实验设置5组pH条件，生活污水初始pH分别设置为6.0、7.0、8.0、9.0与空白对照组(原始生活污水，pH＝7.8)。每组实验设置2个平行。栅藻SNN1初始接种的OD680(Optical Density at 680nm)值为0.2。
(1)生活污水初始pH对栅藻SNN1处理效果的影响。
每两天取一次样，每次取样20mL，将取得的样品置于50mL离心管中，7,000r/min离心10min，上清液经0.45μm孔径滤膜抽滤去除藻株细胞，滤液用于污水水质指标的测定。测定方法参照《水和废水的监测方法》(中国国家标准监测方法)，其中TN含量采用过硫酸钾消解紫外分光光度法测定，NH4 +-N含量采用纳氏试剂分光光度法测定，TP含量采用过硫酸钾消解钼酸铵比色法测定，COD采用重铬酸钾法测定。TN、NH4 +-N、TP和COD去除率的计算公式：
RR＝(C0-Ct)/C0
式中，RR：去除率(％)；C0：初始浓度(mg/L)；Ct：t时刻浓度(mg/L)。
栅藻SNN1处理过程中不同初始pH生活污水中COD含量的变化如图3所示。由图3可知，在0～4d，不同初始pH的生活污水中COD含量均有一定程度的下降，在4～12d，COD含量基本保持稳定；随着初始pH的升高，栅藻SNN1对生活污水中COD的去除效果也在逐渐增强。处理到第12天，pH为6.0的生活污水中COD含量由137.27mg/L降至87.16mg/L，去除率为36.5％，pH为9.0的生活污水COD含量降至72.85mg/L，去除率达46.93％，高于其他实验组。
栅藻SNN1处理过程中不同初始pH生活污水中NH4 +-N含量的变化如图4所示，TN含量的变化如图5所示。由图4可知，除pH 6.0的实验组外，在处理末期其他实验组的生活污水中NH4 +-N基本可以去除。由图5可知，除pH 6.0的实验组外，在处理末期其他实验组的生活污水TN都能降到较低的水平。处理到第12天，当生活污水的pH为9.0时，其TN含量由97.25mg/L降至2.92mg/L，去除率最高可达97.00％；当生活污水的pH为6.0时，其TN含量降至31.62mg/L，去除率最低，仅为67.49％。
栅藻SNN1处理过程中不同初始pH生活污水中TP含量的变化如图6所示。经过12d的处理，在不同pH值的生活污水中栅藻SNN1对TP去除率基本都能达到95％以上。栅藻SNN1在较短的时间内能将TP降到比较低的水平。
(2)生活污水初始pH对栅藻SNN1生物量积累的影响
通过测定藻株细胞干重来评价生活污水中藻株的生物量。
藻株细胞干重测量方法：用烘干后的2mL离心管(m0)，装2mL待测藻液，12000r/min离心10min，弃上清，放入60℃烘箱，烘干至恒重，称重(m1)。
Figure BDA0004049007900000061
式中：干重，g/L；m1为烘干离心管质量，g；m0为烘干后离心管和藻质量，g；V为测量干重藻液体积，L。
不同初始pH对栅藻SNN1生物量积累的影响如图7所示。由图7可知，低pH会对栅藻SNN1的生长产生抑制作用，按栅藻SNN1生物量由高到低，各pH实验组顺序为9.0>空白对照组>8.0>7.0>6.0，在pH为9.0时，最大生物量达到1.08g/L。随着pH降低，栅藻SNN1生物量逐渐下降，当pH为6.0时，生物量仅为0.31g/L，相对于pH 9.0时下降71.3％。
(3)生活污水初始pH对栅藻SNN1油脂积累的影响
本发明采用改进氯仿-甲醇法对油脂含量进行测定，培养12d后取30mL藻液于50mL离心管中，记藻液体积为V，将离心管放入离心机中，以7,000r/min，离心10min，离心结束，快速倒掉上清液，得到提取油脂藻泥。向提取油脂藻泥中加入1mol/L盐酸溶液500μL，在涡漩振荡器上振荡摇匀，对微藻进行破壁处理，随后在通风橱中加入氯仿/甲醇萃取溶液(V:V＝2:1)进行油脂提取，将离心管避光置于摇床上，以150r/min进行振荡反应4h，使充分混合。离心后向试管中加入10mL生理盐水，于涡漩振荡器上振荡60s后，再以7,000r/min，离心10min。离心后分层，在通风橱内用注射器将最下层氯仿甲醇和油脂的混合溶液抽取至烘干后的锡纸盒中(锡纸盒干重M0)，并将锡纸盒放入通风橱中直至氯仿甲醇全部挥发。然后将锡纸盒放入60℃烘箱中，烘至恒重，称重为M1。
油脂产量由公式计算：
Figure BDA0004049007900000062
Figure BDA0004049007900000063
式中：η为油脂含量，％；C为油脂产量，g/L；M0为烘干后锡纸盒质量，mg；M1为烘干后锡纸盒与油脂总质量，mg；V为测定藻液体积，mL；M为微藻干重，g/L。
不同初始pH的生活污水中栅藻SNN1的油脂生产情况如图8所示。由图8可知，初始pH在7.0～9.0，栅藻SNN1的油脂含量和油脂产量随pH升高而增加，初始pH为9.0时，油脂含量和油脂产量达到最大值，分别为24.72％和267.00mg/L。随着pH的降低，油脂产量明显下降。但在生活污水初始pH＝6.0条件下，栅藻SNN1的油脂含量达到最高为33.76％。造成这种现象的原因可能是在初始pH＝6.0条件下，栅藻SNN1的N、P消耗受到抑制，导致脂质(甘油三酯)积累。在饥饿条件下，藻株细胞将其机制从生物量生产转移到细胞维持和脂质形式的能量储存中。
实施例3：探究不同起始接种量对栅藻SNN1污水处理效果及藻株生长情况的影响
栅藻SNN1以不同的初始接种量接种于生活污水中，根据藻株的生长情况及污水的处理情况，筛选出栅藻SNN1最合适的初始接种量。
将扩大培养后的栅藻SNN1培养液接种于生活污水中培养，培养温度为25-30℃，24h通气及光照培养12d，光照强度为40μmol photons·m-2·s-1。生活污水的初始pH为9.0，初始接种的起始OD680值梯度为0.1、0.2、0.4、0.6。每个OD值设2个平行。每两天取一次样。
(1)不同初始接种量对栅藻SNN1处理生活污水的影响。
生活污水取样与检测方法同实施例2。
不同初始接种量下栅藻SNN1处理的生活污水中COD含量的变化如图9所示。由图9可知，在加大接种量的情况下，能够增加COD的去除效率。在培养初期的4d内，各个实验组生活污水中的COD含量下降速度较快，之后COD含量基本趋于平稳。在培养末期，初始接种量OD680为0.4与0.6的实验组较其他两组去除效果好，培养至12d时，二者COD的去除率基本相同，分别为47.70％和47.98％，高于其他两组。
不同初始接种量下栅藻SNN1处理的生活污水中NH4 +-N含量的变化如图10所示。由图10可知，四个不同的初始接种量下，NH4 +-N含量随着培养时间的增加逐渐下降，在培养6d后，四个实验组中NH4 +-N的含量稳定在较低水平；到实验末期生活污水中的NH4 +-N可以基本去除，对NH4 +-N的去除率均达到95％以上。其中，培养至12d，初始接种量OD680为0.6的实验组，对NH4 +-N的去除率达到99.58％。
不同初始接种量下栅藻SNN1处理的生活污水中TN含量的变化如图11所示。由图11可知，在培养初期，随着初始接种量的提高，栅藻SNN1对生活污水中TN的去除率随之上升。培养至12d，在初始OD680为0.6的条件下，TN去除效果最为显著，去除率为97.28％，TN从最初的96.48mg/L下降到2.62mg/L。
不同初始接种量下栅藻SNN1处理的生活污水中TP含量的变化如图12所示。由图12可知，与TN有所不同的是，生活污水中本身磷含量就比较低，栅藻SNN1在处理12d后，在不同初始接种量下，TP基本上都能达到95％以上的去除率。其中，培养至12d，初始接种量OD680为0.6的实验组，对TP的去除率达到97.13％。
(2)不同初始接种量对栅藻SNN1生物量积累的影响
栅藻SNN1生物量测定方法同实施例2。
不同初始接种量下栅藻SNN1的干重变化如图13所示。由图13可知，培养初期藻株的生长较快，在培养后期逐步进入平稳阶段。在初始OD680为0.6的条件下，栅藻SNN1的生物量达到最高，培养12d后可达1.34g/L，为各个实验组最高。初始OD680为0.2与0.4的实验组略有优势，生物量为1.08g/L与1.13g/L。而在初始OD680为0.1的条件下藻株的生长情况相对较差，最终生物量为0.98g/L。
(3)不同初始接种量对栅藻SNN1油脂积累的影响
栅藻SNN1油脂测定方法同实施例2。
不同初始接种量下栅藻SNN1的油脂生产情况如图14所示。由图14可知，栅藻SNN1的油脂含量与油脂产量随着初始接种量的提高逐步下降。初始接种量OD680为0.6时，藻株油脂含量与油脂产量分别为18.94％与250.33mg/L，油脂含量为四个实验组最低，而油脂产量略高于初始OD680为0.4的实验组(245.00mg/L)；而初始接种量OD680为0.1时，藻株油脂含量与油脂产量分别为29.54％与291.33mg/L，均高于其他实验组。造成这种现象的原因可能是，初始接种量过大(如OD680为0.6)，导致微藻生长后期营养供给不足而进入衰亡期，微藻细胞进行内源物质的消耗，从而导致较低的油脂产量和油脂含量；而初始接种量较低时(如OD680＝0.1)，藻株的生长曲线刚达到稳定期，藻株细胞少且营养物质相对充沛。因而有较高的油脂产量与油脂含量。由此可知在较低的初始接种量下，藻种可获得较高的油脂产量和油脂含量。因此选择初始接种量OD680为0.1为栅藻SNN1培养产油的最佳值。
以本实验室分离的栅藻(Desmodesmus sp.)SNN1为目标藻株，对其在生活污水中的培养条件进行优化，优化结果为栅藻SNN1处理生活污水最佳条件为污水初始pH＝9.0，藻种初始接种量OD680＝0.6。在此条件下培养12d后，污水的COD、NH4 +-N、TN和TP的去除率分别为47.98％、99.58％、97.28％和97.13％，最终生物量可达1.34g/L。该藻株生产油脂的最佳培养条件为初始pH＝9.0，初始接种量OD680＝0.1。在优化条件下培养12d后，油脂含量与油脂产量分别为29.54％与291.33mg/L。去除效果与生物质产量较未优化时有进一步的提高。与其他报道相比，栅藻SNN1对生活污水的处理效果、生物量及油脂产量均具有较高水平。
以上所述的实施例对本发明的技术方案进行了详细说明，应理解的是以上叙述仅为本发明的具体实施例，并不用于限制本发明，凡在本发明的原则范围内所做的任何修改或改进等，均应包含在本发明范围之内。

Claims (10)

1.一株栅藻(Desmodesmus sp.)SNN1，于2023年1月6日保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏地址：湖北省武汉市武昌区八一路，保藏编号CCTCC NO：M2023040。
2.如权利要求1所述的栅藻SNN1，其特征在于，其18S rDNA的核苷酸序列如SEQ IDNO.1所示。
3.权利要求1所述的栅藻SNN1在处理生活污水中的应用。
4.权利要求1所述的栅藻SNN1在油脂生产中的应用。
5.一种利用栅藻SNN1处理生活污水的方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)栅藻SNN1在BG-11培养基中扩大培养；
(2)将步骤(1)扩大培养后的栅藻SNN1接种于生活污水中，初始接种后的OD680为0.6，调节生活污水的初始pH为9.0；
(3)将步骤(2)接种了栅藻SNN1的生活污水进行光照培养，光照培养的温度为25-30℃，24h通气及光照培养4～12d，光照强度为40～45μmol photons·m-2·s-1。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤(1)中所述BG-11培养基每升的组分如下：100×BG-11溶液10mL，0.02mol/L柠檬酸铁铵溶液1mL，0.19mol/L Na2CO3溶液1mL，0.18mol/L K2HPO4溶液1mL；
其中100×BG-11溶液的每升组分如下：NaNO3 149.6g，MgSO4·7H2O 7.5g，CaCl2·2H2O3.6g，柠檬酸0.6g，pH 8.0、0.25M Na2EDTA 1.12mL，微量元素100mL；所述微量元素的每升组分如下：H3BO3 2.86g，ZnSO4·7H2O 0.22g，MnCl2·4H2O 1.81g，Na2MoO4·2H2O 0.39g，CuSO4·5H2O 0.079g，Co(NO3)2·6H2O 0.049g。
7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤(2)中所述生活污水中化学需氧量为120-140mg/L，氨氮含量为70-90mg/L，总氮含量为90-100mg/L，总磷含量为3-6mg/L，pH7.6-7.8。
8.一种利用栅藻SNN1生产油脂的方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)栅藻SNN1在BG-11培养基中扩大培养；
2)将步骤1)扩大培养后的栅藻SNN1接种于生活污水中，初始接种后的OD680为0.1，调节生活污水的初始pH为9.0；
3)将步骤2)接种了栅藻SNN1的生活污水进行光照培养，光照培养的温度为25-30℃，24h通气及光照培养8～12d，光照强度为40～45μmol photons·m-2·s-1；培养结束后，从培养得到的藻株中提取油脂。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，步骤1)中所述BG-11培养基每升的组分如下：100×BG-11溶液10mL，0.02mol/L柠檬酸铁铵溶液1mL，0.19mol/L Na2CO3溶液1mL，0.18mol/L K2HPO4溶液1mL；
其中100×BG-11溶液的每升组份如下：NaNO3 149.6g，MgSO4·7H2O 7.5g，CaCl2·2H2O3.6g，柠檬酸0.6g，pH 8.0、0.25M Na2EDTA 1.12mL，微量元素100mL；所述微量元素的每升组分如下：H3BO3 2.86g，ZnSO4·7H2O 0.22g，MnCl2·4H2O 1.81g，Na2MoO4·2H2O 0.39g，CuSO4·5H2O 0.079g，Co(NO3)2·6H2O 0.049g。
10.如权利要求8所述的方法，其特征在于，步骤2)中所述生活污水中化学需氧量为120-140mg/L，氨氮含量为70-90mg/L，总氮含量为90-100mg/L，总磷含量为3-6mg/L，pH7.6-7.8。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117625397A (zh) * 2023-11-30 2024-03-01 山东省农业科学院 一种基于微藻的粉丝废水处理工艺

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