[发明专利]微藻固定化方法、固定化微藻及在水污染治理中的应用

说明书

本发明公开了一种微藻固定化方法及利用该方法固定化的微藻在缓流型水体污染治理中的应用，涉及水环境治理领域。首先进行微藻的富集培养，再离心收集，配制成微藻悬浮液；微藻悬浮液与海藻酸钠配制的固定化溶液混合后涂刷于薄片海绵上，从而完成微藻的固定化。在水污染的治理中，通过专门设计的海绵安装架，将固定有微藻的海绵按特定的排列方式安放于污染水体中，从而利用海绵的空隙进行物质交换，微藻通过光合作用吸收二氧化碳释放氧气，污水中的氮和一部分磷被微藻吸收用于生物量的增加，一部分磷被海绵吸附以此达到脱磷除氮的效果。

技术领域

本发明涉及水环境治理领域，具体涉及一种微藻固定化方法、固定化微藻及其在水污染治理中的应用。

背景技术

微藻是一类在陆地、海洋分布广泛，营养丰富、光合利用度高的自养植物，通过细胞代谢产生多糖、蛋白质、色素等，使其在食品、医药、基因工程、液体燃料等领域具有很好的开发前景。

特别是在环境监测和净化领域，微藻有其独特的作用。比如，微藻的生长状况能直接反映水质情况，判断空气中的毒性气体，打破常规气体样品的分析和检测方式。微藻在水中的生长活动，可脱氮除磷，分解难降解有机物，去除Co、Mn、Hg等重金属离子。微藻还能吸收一定浓度NOx, SOx, H₂S。因此，世界各国早已开始研究培养微藻进行环境保护。

然而，微藻在水污染治理的实际应用中却存在很大的局限性：如果向流动性水体中直接投放，微藻随即就会随水流走，完全起不到水质净化的作用；另外，如果水体中的微藻完成水质净化的使命后，如果任其生长又存在微藻泛滥的问题，不仅起不到净化水质的作用，反而会导致水体藻浊化；即使微藻的生长得到控制，如不及时将其中水中分离，其死亡分解后，又会将其吸收的元素重新释放到水中。因此，要想很好的利用微藻进行水质净化，必须解决两个问题：（1）保证投入水体的微藻不会随水漂走；（2）投入水体中的微藻可以方便的与水分离。

为了解决上述问题，在微藻的固定化方面，人们进行了广泛的探索。在不同的细胞固定技术中，主动包埋是适用于大多数藻类的固定化方法。海藻酸钠在所有包埋材料中应用最为广泛。目前最常见也是最成熟的方式就是用海藻酸钠将微藻制成固定化小球，固定化小球在生物反应器中对污水的净化具有较为显著的效果，但运用到自然水体中，仍然存在易随水漂流且水、藻难以分离的问题。

发明内容

本发明是基于现有技术存在的问题，提供一种微藻的固定化方法及固定化微藻在水污染治理中的应用，解决微藻在流动型水体的污染治理应用中易流失和难以从水中分离的问题。

一种微藻的固定化方法，包括以下步骤：

S1：选取优质微藻藻种并活化，接种培养，使种子液的浓度在8-11g/L；

S2：将步骤S1培养至生长对数期的微藻种子液接入150L的种子罐中进行培养，培养温度30-35℃，罐压0.03-0.08MPa，风量1.0-2.0vvm，DO≥20%，pH5.5-7.5；

S3：待步骤S2种子液培养24-32h，微藻种子液干重在20-25g/L时，将其接种至1.5方罐中异养培养，培养控制条件与步骤S2相同；

S4：待步骤S3种子液培养24-32h，微藻种子液干重在20-25g/L时，将其接种至17方罐中异养培养，培养控制条件与步骤S2相同；

S5：待步骤S4种子液培养24-32h，微藻种子液干重在20-25g/L时，将其接种至50方罐中异养培养，培养控制条件与步骤S2相同；

S6：对步骤S5培养的微藻进行离心收集，洗涤，再配制成微藻悬浮液；

S7:利用海藻酸钠配制固定化溶液，所述固定化溶液的质量分数为0.5-0.8%；

S8：将微藻悬浮液与固定化溶液混合；