[发明专利]一种橘色藻人工草皮及其耦合铵氮污水处理和类胡萝卜素生产的应用

说明书

本发明提供一种橘色藻人工草皮及其耦合铵氮污水处理和类胡萝卜素生产的应用。将大的橘色藻植物体裁剪成片段状藻丝并通过增稠后接种成膜，而制备得到橘色藻人工草皮；并利用这一人工草皮耦合铵氮污水治理和类胡萝卜素生产。与现有技术相比，本发明选用的橘色藻成膜方法简单，成膜效率高，形成后附着牢靠，有很强的抵抗水冲击能力，可在水浸没或半浸没状态生长。制备的橘色藻人工草皮中藻丝呈直立形态为主的立体网状，厚度达到10mm，整个生物膜的比表面积大。本发明选用的橘色藻对铵态氮具有高效清除率，且具有耐受高浓度铵态氮和强酸环境的能力，甚至可以直接处理畜禽养殖污水和生活污水。步骤简单、操作方便、实用性强。

技术领域

本发明属于生物技术领域，具体涉及一种橘色藻人工草皮及其耦合铵氮污水处理和类胡萝卜素生产的应用。

背景技术

微藻细胞富含油脂、蛋白质、碳水化合物和天然色素等高附加值成分，在食品、饲料、医药和生物燃料等领域具有广阔的应用前景。微藻在生长过程中需要大量吸收氮、磷以及二氧化碳等成分，因而也在污水处理和二氧化碳减排等方面有应用价值。

在微藻的生产和利用过程中，收获微藻生物质是回收高附加值成分和分离污染组分的必要过程。目前在液体悬浮培养过程中，藻生物质一般仅占总培养液的0.05％-1％，通过离心、过滤、气浮等方式采收需要处理大体积的水而消耗过多的能量。藻类固定化培养，通过将藻类附着固定在载体表面，解决了悬浮藻类不易收获的问题。至今，国内外在藻类固定化培养的应用方面进行了多种尝试，开发出藻类生物膜、藻类草皮等用于污水净化和藻类培养。如通过将载体浸入培养基和悬浮藻类中静态培养而形成生物膜(一种藻类生物膜的制备方法，CN106011122A；一种利用着生藻类生物－生物膜系统的水处理方法，CN1935688A；马沛明等，2007，藻类生物膜技术脱氮除磷效果研究，环境科学，28：742-746)，或者通过将藻类与培养基混合后透过膜材料而形成藻生物膜(一种光生物膜反应器及在污水处理、固碳和微藻采收中的应用-CN107012072A)。

遗憾的是，这些方法形成的生物膜厚度较小，通常仅为90-100μm(一种藻类生物膜的制备方法，CN106011122A)，细胞数量较少而降低了污染物清除速率。另一方面，上述方法形成藻类生物膜的细胞附着强度低，细胞易脱离附着基质，为形成稳定的藻类生物膜需长时间的预培养。因此，确实需要能克服现有技术的不利之处和障碍的系统，并提高现有技术的经济效益。

发明内容

为了克服上述不足，本发明提供一种橘色藻人工草皮及其耦合铵氮污水处理和类胡萝卜素生产的应用。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种橘色藻人工草皮的制作方法，包括：

1)将橘色藻打断成片段状藻丝；

2)将藻丝与液体培养基和增稠剂混匀，得混合液；

3)将混合液喷洒于基质的表面形成藻膜；

4)将藻膜在适宜的光强、温度、环境湿度和二氧化碳加富的空气中培养5-10天，形成带直立藻丝的人工草皮。

优选的，所述橘色藻选自绿藻门橘色藻目橘色藻科藻株。

更优选的，所述橘色藻选自橘色藻属和头孢藻属藻株。

最优选的，所述橘色藻为树栖橘色藻、金黄橘色藻或头孢藻。

优选的，所述片段状藻丝的长度范围为50-500μm。

优选的，所述增稠剂选自海藻酸、黄原胶、低温琼脂或壳聚糖；

优选的，所述液体培养基为BBM培养基。

优选的，所述混合液中，藻丝浓度为0.8～1.2g/L，增稠剂质量浓度为0.08～0.12wt％。