一种利用微污染水源水结合渗滤液培养微藻的方法

摘要

本发明一种利用微污染水源水结合渗滤液培养微藻的方法，包括如下步骤：S1，将渗滤液和微污染水源水分别过快速滤纸，去除大颗粒物质，形成渗滤过滤液和微污染水源水过滤液；S2，于每1.5 L微污染水源水过滤液中接种1‰微藻浓液形成培养液，培养6天，微藻生长至成熟期初期；S3，于第7‑12天，每天添加1%培养液体积的渗滤过滤液到培养液中，驯化藻种适应不断提高的渗滤液浓度；S4，于第13‑17天，每天添加1%培养液体积的渗滤过滤液以及5%培养液体积的新鲜微污染水源水过滤液至培养液中，并排出5%培养液，处理微藻排出液，收获微藻生物质；S5，于第18天开始，每天添加2%培养液体积的渗滤过滤液以及10%培养液体积的新鲜微污染水源水过滤液至微藻培养液中，并排出10%培养液。

说明书

技术领域

本发明涉及微藻培养及污染物去除技术领域，特别是涉及一种利用微污染水源水结合渗滤液培养微藻的方法。

背景技术

随着城市化进程加快和居民生活水平提高，部分水源水受到排入的工业废水和生活污水影响，部分指标例如氨氮、总磷、色度、有机物、重金属等指标超出地表水环境质量标准，形成微污染水源水。在湖泊水库水源上，表现为水库和湖泊水体的富营养化，并在一定时期藻类滋生，造成水质恶化，臭味明显增加。从另一种角度来看，微藻生长过程中需要大量的氮磷等营养元素，微污染水源水中氨氮、磷、Fe、Zn、Mg等元素可以被微藻吸收利用，是一种具有广泛应用潜力的资源化处理手段。

近年来，国内外学者利用小球藻能在极端条件下快速生长的特点，在生活污水、养殖废水、工业废水等废水中进行微藻养殖，并成功实现水体中氮磷的去除和微藻生物质的生产，但基于渗滤液培养微藻进行营养元素回收和生物质生产的研究却鲜有报道。

发明内容

为克服上述现有技术存在的不足，本发明之目的在于提供一种利用微污染水源水结合渗滤液培养微藻的方法，利用微污染水源水能够培养藻类这一特点，选用耐受极端条件的小球藻作为模式藻种，添加渗滤液补充营养元素进行藻类培养，通过收获生物质的方式去除水体中的氮、磷、重金属等污染物质。

为达上述目的，本发明提出一种利用微污染水源水结合渗滤液培养微藻的方法，包括如下步骤：

步骤一，将渗滤液和微污染水源水分别过快速滤纸，去除大颗粒物质，形成渗滤过滤液和微污染水源水过滤液，收集备用；

步骤二，于每1.5 L微污染水源水过滤液中接种1‰微藻浓液形成培养液，培养6天，微藻生长至成熟期初期；

步骤三，于第7-12天，每天添加1%培养液体积的渗滤过滤液到培养液中，驯化藻种适应不断提高的渗滤液浓度；

步骤四，于第13-17天，为第一收获阶段，每天添加1%培养液体积的渗滤过滤液以及5%培养液体积的新鲜微污染水源水过滤液至培养液中，并排出5%培养液，通过离心处理微藻排出液，收获微藻生物质；

步骤五，于第18天开始，为第二收获阶段，每天添加2%培养液体积的渗滤过滤液以及10%培养液体积的新鲜微污染水源水过滤液至微藻培养液中，并排出10%培养液，达到微藻最大收获比例。

优选地，于步骤二中，微藻培养条件光照强度控制在6000-10000 Lux，光照周期为16:8（光：暗），底部用0.035-20%二氧化碳曝气，通气速率为20-100 mL/min。

优选地，于步骤二中，所述微污染水源水营养元素不足时，补加氮磷等营养元素，以保证微藻生长需求。

优选地，于步骤三中，微藻培养条件光照强度增大至8000-13000 Lux。

优选地，于步骤四中，所述培养液中藻液浓度维持在1.7-1.9 g/L；于步骤五中，所述培养液浓度维持在1.7-2.0 g/L。

优选地，所述渗滤液为垃圾填埋场10年以上填埋龄垃圾渗滤液。

优选地，所述微污染水源水水质在地表水环境质量标准Ⅲ-Ⅳ类水体要求。

优选地，所述微藻培养在透光良好，曝气条件良好的光生物反应器之中。

优选地，所述微藻藻种为小球藻，对污染物的吸收能力以及生长速度较快。

优选地，所述微藻培养条件光照周期可以根据培养藻种、反应器的要求调整日照时间长短。

与现有技术相比，本发明一种利用微污染水源水结合渗滤液培养微藻的方法，具有以下优点：

（1）微藻生长的过程中，吸收水体中的氮、磷、有机物以及重金属等污染物质，具有净化水体的作用；

（2）微藻光合作用需要吸收二氧化碳，可以通过大量培养微藻去除温室气体二氧化碳；

（3）微藻生长速度快，细胞内含有油脂等物质，可以收获微藻生物质，用于能源生产等资源化利用。

附图说明

图1为本发明一种利用微污染水源水结合渗滤液培养微藻的方法的步骤流程图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例并结合附图说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其它优点与功效。本发明亦可通过其它不同的具体实例加以施行或应用，本说明书中的各项细节亦可基于不同观点与应用，在不背离本发明的精神下进行各种修饰与变更。

图1为本发明一种利用微污染水源水结合渗滤液培养微藻的方法。如图1所示，本发明一种利用微污染水源水结合渗滤液培养微藻的方法，包括如下步骤：

步骤S1，将渗滤液和微污染水源水过快速滤纸，去除大颗粒物质，形成渗滤过滤液和微污染水源水过滤液，收集备用；

步骤S2，于每1.5 L微污染水源水过滤液中接种1‰微藻浓液，光照强度控制在8000 Lux，光照周期为16:8（光:暗），底部用10%二氧化碳曝气，通气速率为40 mL/min，培养6天，微藻生长至成熟期初期，培养液藻液浓度在1.2 g/L；

步骤S3，于第7-12天，每天添加1%培养液体积的渗滤过滤液到微藻培养液中，光照强度增大至13000 Lux，驯化藻种适应不断提高的渗滤液浓度，藻液浓度达到1.8 g/L；

步骤S4，于第13-17天，为第一收获阶段，每天添加1%培养液体积的渗滤过滤液以及5%培养液体积的新鲜微污染水源水过滤液至微藻培养液中，并排出5%培养液，藻液浓度维持在1.7-1.9 g/L，处理微藻排出液，收获微藻生物质，排出液中氮磷、重金属等污染物也得到去除；

步骤S5，于第18天开始，为第二收获阶段，每天添加2%培养液体积的渗滤过滤液以及10%培养液体积的新鲜微污染水源水过滤液至微藻培养液中，并排出10%培养液，藻液浓度维持在1.7-2.0 g/L，达到微藻最大收获比例。

优选地，所述渗滤液为垃圾填埋场10年以上填埋龄垃圾渗滤液。

优选地，所述微污染水源水水质在地表水环境质量标准Ⅲ-Ⅳ类水体要求。

优选地，所述微藻培养在透光良好，曝气条件良好的光生物反应器之中。

优选地，所述微藻藻种为小球藻，对污染物的吸收能力以及生长速度较快。

优选地，所述微藻培养条件光照周期可以根据培养藻种、反应器的要求调整日照时间长短。

可见，本发明利用微污染水源水能够培养藻类这一特点，选用耐受极端条件的小球藻作为模式藻种，添加渗滤液补充营养元素进行藻类培养，通过收获生物质的方式去除水体中的氮、磷、重金属等污染物质。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

（1）微藻生长的过程中，吸收水体中的氮、磷、有机物以及重金属等污染物质，具有净化水体的作用；

（2）微藻光合作用需要吸收二氧化碳，可以通过大量培养微藻去除温室气体二氧化碳；

（3）微藻生长速度快，细胞内含有油脂等物质，可以收获微藻生物质，用于能源生产等资源化利用。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何本领域技术人员均可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰与改变。因此，本发明的权利保护范围，应如权利要求书所列。