[发明专利]一种利用养殖废水培养微藻的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种微藻培养方法，特别是涉及一种利用养殖废水培养微藻的方法。

背景技术

养殖废水中富含氮、磷等营养元素，其大量排放会造成水体富营养化，藻类与浮游生物疯狂繁殖，引起水体容氧量下降，导致鱼类及其他生物大量死亡，从而破坏水体的生态平衡。近年来，奶牛场等养殖场实行集中大量排放废水，造成了许多水体的生态危机，其废水处理方法亟待改善。

小球藻具有光合作用效率高、生长速率快、环境适应能力强和油脂产率高等优势，成为最具潜力的生物柴油原料。通常采用化肥作为培养基进行小球藻生物质生产以获得小球藻油脂，导致小球藻油脂在成本上没有竞争力。采用奶牛场废水为培养基生产小球藻油脂，能够同时实现奶牛场废水净化和小球藻油脂生产的双重目的。

现有技术一般采用已作灭菌处理的奶牛场废水，在室内条件下培养小球藻，以避免废水或环境中的微生物对微藻造成侵害。然而，对奶牛场废水进行灭菌和消毒操作处理，成本太高；另一方面，小球藻的生长繁殖需要光照，室内培养需要用电并提供光源，即占用了室内空间，又增大了生产成本。可见，利用现有技术净化养殖废水和微藻油脂生产，不具有经济效益。

发明内容

基于此，本发明的目的在于，提供一种利用养殖废水培养微藻的方法，其采用未经灭菌处理的养殖废水在户外条件下培养微藻，能够同时实现养殖废水净化和微藻油脂生产，具有成本低廉、能够大规模生产的优点。

本发明采用的技术方案如下：

一种利用养殖废水培养微藻的方法，包括以下步骤：

1)微藻驯化：将微藻接种到培养基中进行培养，在培养过程中加入未经灭菌处理的养殖废水，并根据微藻的增长数量逐步提高养殖废水的添加比例；

2)微藻活化：在培养基中加入未经灭菌处理的养殖废水，然后将驯化后的微藻接种于该培养基中进行扩大培养；

3)微藻培养：将活化后的微藻接种到未经灭菌处理的养殖废水溶液中，在户外条件下进行培养，实现养殖废水净化和微藻油脂生产。

本发明通过对微藻进行驯化，在培养基中加入未经灭菌处理的养殖废水，并根据微藻的增长数量逐步提高养殖废水的添加比例，可使微藻逐渐适应在未经灭菌处理的养殖废水中生长，从而确保微藻在未经灭菌处理的养殖废水中仍然能够正常生长，抵御养殖废水中的微生物侵害，并能够正常生产油脂。

本发明采用户外太阳光照为微藻生长提供能源，采用未经灭菌处理的养殖废水为微藻生长提供氮、磷等营养物质，并通过微藻驯化保障了养殖废水中的微生物对微藻无法进行侵害，因此能够省去灭菌或消毒处理等高耗能的步骤，降低了养殖废水脱氮除磷的成本和油脂的生产成本，具有可观的环境效益和经济效益。

进一步地，所述的养殖废水为奶牛场废水；其氨氮浓度为172.31～190.69mg/L，总氮(TN)浓度为270.27～295.73mg/L，总氮(TP)浓度为108.40～123.40mg/L，化学耗氧量(COD)为2577.44～2608.56mg/L。

进一步地，所述养殖废水的pH值为8.15～8.18。通过将pH值控制在8.15～8.18，能够在确保微藻正常生长的情况下，有效抑制养殖废水中的细菌生长，避免细菌干扰微藻生长。

进一步地，所述的微藻为小球藻。小球藻为淡水藻类，适合在养殖废水中培养；且小球藻能够进行混合营养生长，既可以通过光合作用利用养殖废水中的氮、磷等元素实现光能自养，又可以直接利用养殖废水中的有机物质进行异养，这样既能除去养殖废水中无机物里的氮、磷，又能除去有机物中的氮、磷，能够更全面地实现养殖废水的脱氮除磷；此外，小球藻细胞中的油脂含量高，且生长繁殖速度快，20小时的细胞增长量可达4倍，能够极大地提高油脂产量。

进一步地，步骤1)中，所述的培养基为BG-11培养基；所述微藻在培养基中的接种浓度为0.08～0.10g/L；所述微藻驯化的培养温度为23～28℃，光照强度为400～1000um·m²·S^-1，光照时间为11～12小时/天，培养时间为14～16天。

进一步地，步骤1)中，当微藻的浓度达到1.0～1.5g/L时，开始向培养基中加入未经灭菌处理的养殖废水，并每两天将5％的培养基用等体积的养殖废水进行置换，直至养殖废水在培养基中的体积浓度为5％～25％。通过在培养基中逐步提高养殖废水的添加比例，能够保障微藻在接种到养殖废水后，能够正常生长。