[发明专利]海洋微藻培养与养殖废水净化相耦合产岩藻黄素的方法

说明书

本发明涉及一种耦合畜禽养殖废水处理与三角褐指藻培养的方法，其包括如下步骤：（1）采用微藻兼养培养模式培养三角褐指藻藻种；（2）向畜禽养殖废水中接入三角褐指藻藻种液进行微藻光自养培养；（3）待培养结束后，采收获得三角褐指藻，并将培养后的清液回用或排放；（4）通过分离提取方法获得三角褐指藻藻细胞中的岩藻黄素。上述方法，废水的COD，氨氮、总氮及总磷浓度显著下降，实现废水COD的去除和脱氮除磷。同时，培养液中的藻细胞浓度和岩藻黄素浓度显著增加，实现废水资源生物转化为高附加值的岩藻黄素，变废为宝。

技术领域

本发明涉及养殖废水处理和藻类培养领域，是一种海洋微藻培养与养殖废水净化相耦合产岩藻黄素的方法。

背景技术

养殖废水指由养殖场产生的尿液、全部粪便或残余粪便及饲料残渣、冲洗水及工人生活生产过程中产生的废水的总称，其中冲洗水占大部分。畜禽废水处理难度大，并呈现出以下特点：COD、SS、NH₃-N含量高；可生化性好，沉淀性能好；水质水量变化大；含有致病菌并有恶臭。目前，我国畜禽养殖业发展迅速，每年产生禽畜粪便约45亿吨，其化学需氧量(COD)超过我国工业废水和生活污水之和。因此禽畜养殖污染已经是继工业污染、生活污染之后的第三大污染源。而养殖废水的主要处理方法有物化处理技术如吸附法、磁絮凝沉淀、电化学氧化等，以及传统生化法如微生物厌氧-好氧处理法等，但这些方法存在处理过程复杂，处理成本高及资源回收利用率低等问题。

微藻是一种原始的微小生物，具有适应环境能力强，生长速率快等优势，且富含蛋白质、类胡萝卜素，不饱和脂肪酸、维生素、矿物元素等多种营养成分，广泛应用于生物医药、营养功能食品、食品和食品添加剂、饲料和动物保健、水产养殖等诸多领域。同时，微藻可以快速利用有机物、氮及磷等营养物质进行生长与繁殖，利用微藻能够去除废水中的COD、BOD并实现脱氮除磷。基于微藻的废水处理技术是当前国内外研究的热点，该技术不仅可以实现废水的净化，同步获得的高附加值微藻生物质——可以直接作为饲料、饵料及肥料；也可以分离提取微藻中的天然活性物质，如岩藻黄素、叶黄素、虾青素、多糖及不饱和脂肪酸等制备成高附加值产品。

岩藻黄素是一种类胡萝卜素, 广泛分布于海洋微藻之中，如三角褐指藻、菱形藻等。研究发现, 岩藻黄素有许多显著的功效, 如抗氧化作用、抗肿瘤作用、抗癌作用、脑血管保护作用和预防骨质疏松作用等。因此, 岩藻黄素具有广泛应用价值，目前已经作物功能营养补充剂和抗肥胖剂。

据此，针对养殖行业废水处理困难及资源化利用低等问题，有待对现有养殖废水处理方法进行改进，且现有技术也未公开采用三角褐指藻净化养殖废水并生产岩藻黄素的方法或技术。

发明内容

为克服上述不足，本发明的目的是向本领域提供一种海洋微藻培养与养殖废水净化相耦合产岩藻黄素的方法，使其解决现有养殖废水处理过程复杂，成本高，资源回收利用率底，附加产值低的技术问题。其目的是通过如下技术方案实现的。

一种海洋微藻培养与养殖废水净化相耦合产岩藻黄素的方法，其要点包括如下步骤：

（1）采用微藻兼养培养模式培养海洋微藻三角褐指藻藻种；

（2）向畜禽养殖废水中接入三角褐指藻藻种液进行微藻光自养培养；

（3）待培养结束后，采收获得三角褐指藻，并将培养后的清液回用或排放；

（4）通过分离提取方法获得三角褐指藻藻细胞中的岩藻黄素。

所述步骤（1）中，所述兼养培养模式采用甘油作为碳源，蛋白胨作为氮源，碳源浓度为0.1～0.5 mmol/L, 蛋白胨浓度为0.5g/L，并加入1g/L的小球藻热水提取物。

所述步骤（2）中，所述畜禽养殖废水稀释至COD浓度为400～1700 mg/L，氨氮浓度为90～300 mg/L, 总磷浓度2～5 mg/L，稀释方法为采用盐度千分之25的海水或采用所述步骤三中回用的上清液，畜禽养殖废水稀释倍数为3～12倍。