一种用于废水烟气处理的兼养模式栅藻培养的研究方法技术

本发明专利技术公开一种用于废水烟气处理的兼养模式栅藻培养的研究方法，主要包括如下步骤：栅藻接种：将栅藻S.obliquus接种于容器内，添加BBM培养基，接种体积为10％(V接种物/V培养基)，然后置于光培养箱中培养10～15天；废水预处理：微滤去除废水中微生物和悬浮固体颗粒，并进行100～121℃高压灭菌处理；基础培养实验；兼养模式培养实验。利用栅藻在这种兼养模式下利用和处理废水烟气，不需要额外添加营养物质并且能生产具有成本效益的生物质，是一种可持续发展的双重战略。

A research method for simultaneous cultivation of Scenedesmus for wastewater treatment

The invention discloses a research method for cultivating a concurrent culture mode of grid algae used for waste water flue gas treatment, which mainly comprises the following steps: grid algae inoculation: S. obliquus is inoculated in a container, BBM medium is added, the inoculation volume is 10% (V inoculum/V medium), and then the waste water is cultured in a light incubator for 10-15 days; Li: Microfiltration was used to remove microorganisms and suspended solid particles from wastewater, and high-pressure sterilization was carried out at 100-121 C. Basic culture experiment and concurrent culture experiment were conducted. It is a dual strategy of sustainable development to utilize and treat waste water and flue gas by using Scenedesmus sp. in this kind of concurrent cultivation mode, without adding additional nutrients and producing cost-effective biomass.

【技术实现步骤摘要】
一种用于废水烟气处理的兼养模式栅藻培养的研究方法
本专利技术涉及生物处理废水
，具体涉及一种用于废水烟气处理的兼养模式栅藻培养的研究方法。
技术介绍
近年来，微藻得到了广泛的关注，并被用于废水处理、二氧化碳减排和生物燃料生产等过程[1]。将微藻与现有的废水处理相结合，可以有效地减少废水中污染物同时进行生物质生产。微藻为CO2的封存提供了多种优势，光合效率比陆生植物更高，其生物量可获得高价值的产品。[2]从不同工业领域释放出高浓度CO2的废气，可作为一种经济的CO2源，用于微藻的生物质生产[3]。在兼养条件下，微藻可以通过同步呼吸和光合作用吸收无机和有机底物，同时实现光合自养和异养生长。[4]食品废水富含氮、磷、钙、铁、铝和总有机碳等营养物质，可以作为一种有效的有机废水来实现微藻生物质生产。[5]因此，采用食品废水和来自工业生产的高浓度CO2的兼养培养模式，可以达到低成本效益的微藻生物量生产。目前大部分研究主要是利用CO2与城市污水结合进行生物燃料原料的生产，将食品废水应用于工业废水的研究非常有限。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述
技术介绍
存在的缺陷，提供一种用于废水烟气处理的兼养模式栅藻培养的研究方法。为解决上述
技术介绍
中提出的技术问题，本专利技术的技术方案:一种用于废水烟气处理的兼养模式栅藻培养的研究方法，包括如下步骤：1)栅藻接种：将栅藻S.obliquus接种于容器内，添加BBM培养基，接种体积为10％(V接种物/V培养基)，然后置于光培养箱中培养10～15天；培养条件为：温度23～27℃，白色荧光照明110～135μmol.m2.s-1并通入0.5～1.0L.min-1的过滤灭菌空气条件下培养,栅藻悬液在基体培养基中的吸光度调节为0.5～1.0；2)废水预处理：微滤去除废水中微生物和悬浮固体颗粒，并进行100～121℃高压灭菌处理[6]；其中，废水来自二级城市污水MWW和食品废水FW；3)基础培养实验：在BBM培养基中，用5％的CO2合成气在以下培养条件下培养S.obliquus栅藻6～10天；培养条件：温度23～27℃，白色荧光照明110～135μmol.m2.s-1；4)兼养模式培养实验：(1)在铝压密封血清瓶，加入300毫升的上述步骤2)中经灭菌处理的二级城市污水MWW，接种3～5％(V接种物/V废水)，辅以食品废水FW和烟气CO2；(2)二级城市污水MWW滤液用食品废水FW稀释，设置3个不同水平的食品废水FW体积稀释浓度为0.5、1、2％和3个不同水平的CO2浓度为5、10、14.1％；(3)共配制12个污水溶液：二级城市污水MWW和食品废水FW体积比为100:0(MWW，分别在5、10和14.1％CO2下)，99.5:0.5(FW0.5，在5、10和14.1％CO2下)，99:1(FW1，在5、10和14.1％CO2下)和98:2(FW2，在5、10和14.1％的CO2下)；(5)将所述污水溶液置于接种瓶中，在150rpm，27℃的水浴槽中培养，白色荧光照明强度为120μmol.m2.s-1培养6天。所述步骤2)中微滤使用0.2μm的尼龙[7]。所述步骤3)中CO2合成气由5％CO2和95％N2组成。与现有技术相比，本专利技术具有的优点：本专利技术经过6天的培养得出二级城市污水(MWW)用0.5～1％的食品废水(FW)稀释，在10～14.1％的二氧化碳下支持栅藻的最高生长0.42～0.44g.L-1，TN营养去除可达21～22mg.L-1，脂质生产率为10～11mg.L-1.d-1以及碳水化合物生产率为13～16mg.L-1.d-1。食品废水分别将栅藻中的脂肪酸，棕榈酸和油酸含量提高到8％和6％。因此,食品废水和废气CO2的应用可以促进栅藻生长,提高脂质/碳水化合物的生产率和污水处理效率。利用栅藻在这种兼养模式下利用和处理废水烟气，不需要额外添加营养物质并且能生产具有成本效益的生物质，是一种可持续发展的双重战略。附图说明图1是S.obliquus在不同稀释浓度的FW以及三个不同CO2浓度水平下生长示意图：(a)代表未稀释的二级城市污水MWW；(b)代表了稀释体积为0.5％的食品废水FW0.5；(c)代表了稀释体积为1％的食品废水FW1；(d)代表了稀释体积为2％的食品废水FW2。图2是S.obliquus在不同稀释浓度的FW以及三个不同CO2浓度水平下总氮(TN)的去除率：(a)代表未稀释的二级城市污水MWW；(b)代表了稀释体积为0.5％的食品废水FW0.5：(c)代表了稀释体积为1％的食品废水FW1；(d)代表了稀释体积为2％的食品废水FW2。图3是S.obliquus在不同稀释浓度的FW以及三个不同CO2浓度水平下总磷(TP)的去除率：(a)代表未稀释的二级城市污水MWW；(b)代表了稀释体积为0.5％的食品废水FW0.5：(c)代表了稀释体积为1％的食品废水FW1；(d)代表了稀释体积为2％的食品废水FW2。图4是S.obliquus在不同稀释浓度的FW以及三个不同CO2浓度水平下脂肪酸甲酯(FAME)的组成，其中SFA代表饱和脂肪酸，MUFA代表单不饱和脂肪酸，PUFA代表多不饱和脂肪酸：(a)代表未稀释的二级城市污水MWW；(b)代表了稀释体积为0.5％的食品废水FW0.5；(c)代表了稀释体积为1％的食品废水FW1；(d)代表了稀释体积为2％的食品废水FW2图5是S.obliquus在不同稀释浓度的FW以及三个不同CO2浓度水平下碳水化合物、脂质的含量及生产率：(a)代表未稀释的二级城市污水MWW；(b)代表了稀释体积为0.5％的食品废水FW0.5：(c)代表了稀释体积为1％的食品废水FW1；(d)代表了稀释体积为2％的食品废水FW2具体实施方式下面通过具体实施例和附图对本专利技术作进一步的说明。本专利技术的实施例是为了更好地使本领域的技术人员更好地理解本专利技术，并不对本专利技术作任何的限制。实施例1本实施例烟气的典型组成为CO2：14.1％；CO:300ppm；NOX:207ppm；SOX:53ppm本专利技术方法步骤如下：1)将可购买的栅藻S.obliquus接种于2L圆柱容器内，其中含有1.7L的BBM培养基，接种体积为10％(V接种物/V培养基)，然后置于光培养箱中培养10天；培养条件为温度23℃，白色荧光照明110μmol.m2.s-1并通入0.5L.min-1的过滤灭菌空气条件下培养,栅藻悬液在基体培养基中的吸光度调节为0.5。BBM培养基组成为下表所示：名称浓度/(mg.L-1)名称浓度/(mg.L-1)NaNO3250KH2PO4175K2HPO475MgSO4·7H2O75CaCl2·2H2O25NaCl25EDTA50KOH31FeSO4·7H2O4.98H3BO311.42ZnSO4·7H2O8.82MnCl21.44MoO30.71CuSO4·5H2O1.57Co(NO3)2·6H2O0.492)废水的预处理：二级城市污水(MWW)和食品废水(FW)使用0.2μm的尼龙微滤去除微生物和悬浮固体颗粒，并进行121℃高压灭菌处理。二级城市污水(MWW)从市政污水处理厂收集，食品废水(FW)来自食品废水处理厂。二级城市污水(MWW)的TN＝21±0.4mg/L，T本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于废水烟气处理的兼养模式栅藻培养的研究方法，其特征在于，包括如下步骤：1)栅藻接种：将栅藻S.obliquus接种于容器内，添加BBM培养基，接种体积为10％(V接种物/V培养基)，然后置于光培养箱中培养10～15天；培养条件为：温度23～27℃，白色荧光照明110～135μmol.m2.s‑1并通入0.5～1.0L.min‑1的过滤灭菌空气条件下培养,栅藻悬液在基体培养基中的吸光度调节为0.5～1.0；2)废水预处理：微滤去除废水中微生物和悬浮固体颗粒，并进行100～121℃高压灭菌处理；其中，废水来自二级城市污水和食品废水；3)基础培养实验：在BBM培养基中，用5％的CO2合成气在以下培养条件下培养S.obliquus栅藻6～10天；培养条件：温度23～27℃，白色荧光照明110～135μmol.m2.s‑1；4)兼养模式培养实验：(1)在铝压密封血清瓶，加入300毫升的上述步骤2)中经灭菌处理的二级城市污水，接种3～5％(V接种物/V废水)，辅以食品废水和烟气CO2；(2)二级城市污水滤液用食品废水稀释，设置3个不同水平的食品废水体积稀释浓度为0.5、1、2％和3个不同水平的CO2浓度为5、10、14.1％；(3)共配制12个污水溶液：二级城市污水和食品废水体积比为100:0(二级城市污水，分别在5、10和14.1％CO2下)，99.5:0.5(食品废水0.5，在5、10和14.1％CO2下)，99:1(食品废水1，在5、10和14.1％CO2下)和98:2(食品废水2，在5、10和14.1％的CO2下)；(5)将所述污水溶液置于接种瓶中，在150rpm，27℃的水浴槽中培养，白色荧光照明强度为120μmol.m2.s‑1培养6天。...

【技术特征摘要】
1.一种用于废水烟气处理的兼养模式栅藻培养的研究方法，其特征在于，包括如下步骤：1)栅藻接种：将栅藻S.obliquus接种于容器内，添加BBM培养基，接种体积为10％(V接种物/V培养基)，然后置于光培养箱中培养10～15天；培养条件为：温度23～27℃，白色荧光照明110～135μmol.m2.s-1并通入0.5～1.0L.min-1的过滤灭菌空气条件下培养,栅藻悬液在基体培养基中的吸光度调节为0.5～1.0；2)废水预处理：微滤去除废水中微生物和悬浮固体颗粒，并进行100～121℃高压灭菌处理；其中，废水来自二级城市污水和食品废水；3)基础培养实验：在BBM培养基中，用5％的CO2合成气在以下培养条件下培养S.obliquus栅藻6～10天；培养条件：温度23～27℃，白色荧光照明110～135μmol.m2.s-1；4)兼养模式培养实验：(1)在铝压密封血清瓶，加入300毫升的上述步骤2)中经灭菌处理的二级城市污水，接种3～5％(V接种物/V废水)，...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋春风，邱依婷，张尔雅，孙亚伟，谢美莲，范智超，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津,12