[发明专利]一种利用废水中的氮磷促进斜生栅藻产脂和净化废水的方法

说明书

本发明属于有机废水处理技术领域，为了解决目前碳减排、能源紧张等问题，提供一种利用废水中的氮磷促进斜生栅藻产脂和净化废水的方法。斜生栅藻接种于人工废水中培养，添加浓度为20‑40mg/L水杨酸的同时施加低强度超声波，低强度超声波的超声功率为200W，超声频率为40kHz；超声时间为5‑10min；培养至废水中氮磷物质消耗殆尽，测定废水中氮磷去除率，收集藻种制成藻粉提取油脂。耦合人工废水，进行废水资源化的同时节约成本。水杨酸可人工合成，无需从植物体内提炼，且对环境无污染，超声波强度低对微藻没有损害作用。废水中氮磷的去除率高达约90%以上，斜生栅藻的油脂含量高于60%，油脂产率高达40mg/L·d^‑1。

技术领域

本发明属于有机废水处理技术领域，具体涉及一种利用废水中的氮磷促进斜生栅藻产脂和净化废水的方法，采用低强度超声波联合水杨酸促进斜生栅藻回收废水中的氮磷，同时提高斜生栅藻产脂，同时达到净化废水、促进微藻产脂的方法。

背景技术

清洁的、可再生能源的发展成为当下备受关注的焦点，包括水能、太阳能、风能、生物质能、地热能和海洋能等能源。其中，生物质能源是以生物质作为载体的能量，即将太阳能以化学能的形式储存在可以生长的有机生物质中，具有污染少、易燃烧、灰分低等特点。目前全球的能源供应不足的问题愈演愈烈，生物质能源的开发利用不仅能够缓解全球能源短缺问题，同时其利用也可以减少CO₂的排放，有助于缓解温室效应。

生物质能源到现在已经发展到第三代原料——微藻，因其具有独特的优势而得到了广泛的利用，微藻较其他产油植物具有更高的光合效率，培养周期短，全年均可生长；不占地，避免和作物争夺用地空间；微藻可以固定CO₂，每产出1t微藻可固定1.83t CO₂，且生产的油脂呈碳中性，有助于碳减排，实现CO₂零排放。虽然微藻有诸多优势，但是其培养成本较高及产值率有待提升的问题阻碍着大规模工业化的进程。

现有研究，通过调节营养参数、培养条件等诱导微藻合成碳水化合物、蛋白质、油脂、虾青素等高附加物质。

发明内容

本发明为了解决目前碳减排、能源紧张等问题，利用微藻净化废水的同时进行微藻产脂，从而达到降低微藻培养成本、废水中氮磷回收的目的，提供了一种利用废水中的氮磷促进斜生栅藻产脂和净化废水的方法。促进斜生栅藻快速生长提高油脂产率，净化废水，最终实现废水处理与资源化相结合。

本发明由如下技术方案实现的：一种利用废水中的氮磷促进斜生栅藻产脂和净化废水的方法，斜生栅藻（Scenedesmus obliquus）FACHB-12接种于人工废水中进行培养，添加水杨酸的同时施加低强度超声波，人工废水中水杨酸的浓度为20-40mg/L，低强度超声波的超声功率为200W，超声频率为40kHz；超声时间为5-10min；培养至废水中氮磷物质消耗殆尽，测定废水中氮磷去除率，收集藻种，制成藻粉，提取油脂。

具体步骤如下：

（1）藻种液的制备：将斜生栅藻加入到BG11培养基中，在25℃、光强3000lux，光暗比=12h：12h的条件下培养，每日采用恒温摇床摇2-3次，每次10-15min，确保微藻均匀分布，微藻培养至对数增长期，作为后续实验的藻种液；

（2）培养藻液同时净化废水：步骤（1）所获得的藻种液离心，弃去上清液，用去离子水清洗两遍，接种于人工废水中培养2天让其适应新环境，2天后向其中加入水杨酸SA溶液同时施加低强度超声波；处理完毕后，置于恒温培养箱中培养至营养物质消耗殆尽为止，培养条件为光照强度3000lux，温度25℃，初始pH为6.8-7.2，光暗比=12h：12h，每日摇床摇2-3次，每次10-15min，培养至废水中氮磷物质消耗殆尽收获；