[发明专利]一种水华鱼腥藻的包埋固定化方法

说明书

技术领域

本发明属于藻类固定化技术领域，涉及一种水华鱼腥藻的包埋固定化方法，且本包埋颗粒有良好的脱氮除磷效果。

背景技术

藻类固定化技术是由固定化细胞技术发展而来的，是利用物理或化学手段将游离的藻类细胞定位于限定的空间区域，使其成为一种既保持本身代谢活性，又可在连续反应后回收和反复利用的生物体系。藻类的一系列生物特性决定其在污水净化和资源化中的重要地位，而固定化藻类技术是实现藻类发展和应用到各个领域的重要手段。在污水处理方面，固定化藻类将广泛的应用在污水的脱氮除磷、重金属富集以及有机物的去除，并实现资源化；在生物方面，固定化藻类进行生物监测、产油、产氢以及微藻固定化保种等方面将是研究的热点。

传统的细胞固定化技术按细胞与载体的相互作用关系分为四种固定化：絮凝、共价耦合、包埋和吸附。随着研究的深入，后来又陆续出现了一些新的固定化技术如溶胶-凝胶固定化、无载体固定化、组合固定化技术、超微载体固定化、亲和配基固定化和絮凝吸附固定化等。藻类固定化技术发展于固定化细胞技术，在固定化细胞的基础上，藻类固定化要求固定化系统能保持良好生存力、光合作用能力、高密度、连续生产力、藻细胞从介质中泄漏少。目前藻类的固定化主要采用的方法有包埋法和吸附法两类。

固定化也会对藻产生一定的影响，固定化藻类细胞的生长通常慢于自由细胞，但其生长周期更长并且最终产量高于自由细胞；固定化后可能引起传质限制，导致生长速率下降；固定化提高了藻类的合成代谢，能较长时间保持藻细胞活性；降低了藻类的分解代谢，因为固定化后细胞活动受到约束，活动减弱，能量消耗减少，分解代谢作用随之降低；影响藻类形态与分布，固定化载体对不同藻种在形态上影响不同，但这种影响几乎很小，同时藻在载体中的分布是不均匀的。

藻类固定化后应用于污水处理过程中，其净化效果受许多因素的影响。这些影响因素主要有：藻的种类、固定化载体、固定化藻量、处理运行时间、污水的pH、营养盐因子、固定化比例以及反应器类型等。根据影响因素的作用条件可分为内部因素和外部因素。内因主要有藻种株系、种群结构、藻细细生理期以及通过饥饿改变藻类生理状态等。外部因素主要是影响藻类生长的环境因素包括温度、pH、光照、营养条件等。

水华鱼腥藻的光饱和点为96.29 umol/m²s，光补偿点3.01 umol/m²s，高光强时会出现明显的光抑制，但可在强光下生长。它的光合作用温度在10-35℃范围中都能生长,其最适温度在25℃左右。它在pH=6-9范围内可正常生长,最适pH=8。水华鱼腥藻具有固氮能力，其异形胞有较强的固氮能力，其营养细胞也有固氮能力但较异形胞弱。有研究表明，结合态氮会抑制异形胞的形成，而有机态氮会增加异形胞的形成，硝酸盐的抑制作用是短暂的，而在培养液中能够保持一定浓度的铵态氮的抑制作用是持久的，这一特点决定鱼腥藻在营养缺乏的条件下较其它藻类有较强的存活优势。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足提供一种水华鱼腥藻的包埋固定化方法。

本发明的技术方案如下：

一种水华鱼腥藻的包埋固定化方法，包括以下步骤：

（1）水华鱼腥藻的预处理：

两周前将藻种在无菌条件下转接到含缺氮BG11培养基的锥形瓶中，置于光照培养室进行扩大培养，反复接种，使之处于对数增长期。培养条件：温度为25±1℃，光照强度为2000～2500lux，光暗比12h：12h，每天定时摇瓶三次，并在饥饿处理2-3天后进行包埋处理；

(2) 吸附固定：

将处理培养后的水华鱼腥藻从锥形瓶中提取装入离心管在9000 r/min下，离心10 min，去掉上清液，用0.7%生理水洗涤，然后在相同条件下离心并去除上清液，重复上述洗涤操作2次；将水华鱼腥藻和粉末活性炭以质量比2:5均匀混合，并吸附5分钟备用，此即为混合碳藻，称溶液1；

（3）包埋固定：

加入少量无菌蒸馏水将在100℃恒温水浴中溶解所得聚乙烯醇和海藻酸钠以质量比40:3均匀混合，其中海藻酸钠的质量以与粉末活性炭和水华鱼腥藻的质量比为6:5:2为准，称溶液2；将溶液2与溶液1混合搅拌，并用无菌蒸馏水定容使溶液质量为藻的500倍；搅拌均匀后将其用孔径为2~3mm注射器滴入调节pH=7~8的3% CaCl₂与饱和硼酸的混合溶液，滴完后在4℃±3℃下凝胶8h；